面向残煤复采的煤泥基注浆充填材料机械活化机理研究

为便于复采后煤炭资源的回收利用,设计充填材料时,需充分考虑充填材料的可洗选性和来源广泛性,减少洗选工序和运输成本。因此,本研究提出以机械力活化煤泥代替部分水泥作为胶结材料,煤粒作为骨料的注浆材料的研究思路,煤泥和煤粒材料来源广泛,且可以减少采用水泥胶结充填材料混入原煤后增加的洗选成本。基于此,开展活化煤泥注浆材料坍落扩展度、泌水率和抗压强度的研究,分析机械力活化参数对注浆材料性能影响规律,结果表明:采用活化煤泥作为注浆材料时,可使原煤泥料浆浓度由74%降低至65%,活化煤泥替换原煤泥质量对注浆材料的坍落扩展度和抗压强度的影响远远大于活化煤泥时间。活化煤泥料浆浓度65%,活化时间2h,替代原煤泥80%时,注浆材料黏度最大增加约30倍,注浆材料的抗压强度由0.92MPa提高到1.915MPa。活化煤泥改性注浆材料力学特性和流动特性的原因为机械能输入增加煤泥内能,破坏煤泥中高岭土层间结构并生成胶凝材料,激发了煤泥潜在胶结性能,增强注浆材料力学性能。