1、n 煤科总院北京开采所粉煤灰课题组从事粉煤灰综合利用研究多年，已完成的项目有：高强度粉煤灰砌块制备技术；粉煤灰无机加固煤岩技术；粉煤灰巷旁充填技术；以粉煤灰为基底的轻质矿用材料制备技术；用粉煤灰充填离层带或工作面采空区控制地表下沉技术等多项课题。n粉煤灰的性质粉煤灰的性质 粉煤灰是煤粉燃烧后由烟气带出的粉状工业废渣。它是一种具有人工火山灰性质的材料，即一种硅铝质材料，其自身仅具有微弱的胶凝值，但当有水存在时能在常温下与氢氧化钙反应形成具有胶凝性的化合物。粉煤灰作为生产建筑材料的基本原料之一就是利用了它的这一性能。煤粉在锅炉燃烧时，其无机矿物质经历了分解、烧结、熔融及冷却等过程。冷却后的粉煤灰基
2、本上可分为玻璃体和晶体矿物两大类。玻璃体能在常温下与石灰或水泥水化时析出的氢氧化钙发生火山灰反应，反应产物为具有一定力学性能的凝胶材料；晶体矿物在常温下一般不参与水化反应。粉煤灰的性能不仅取决于煤中矿物质的成分,同时还取决于锅炉的类型、运行条件、收尘及排灰方式。n充填材充填材料与设备料与设备 1.基本材料：60%的粉煤灰及激发剂、稳定 剂、速凝剂等。2.基本设备：砂浆搅拌机、充填泵等。n粉煤灰充填工艺流程粉煤灰充填工艺流程 筛分原材料甲组搅拌机乙组搅拌机按配方计量装袋按配方计量装袋水充填泵 模 具图1 粉煤灰充填工艺流程图 图2 充填设备系统图模具 乙 乙搅拌机水水阀门 甲 甲钢丝编织管水水阀
3、门水连接器水搅拌机 充 填 泵n粉煤灰充填材料配方粉煤灰充填材料配方 粉煤灰巷旁充填材料配方：其中粉煤灰用量达60%，其余材料为激发剂、调匀剂、稳定剂、速凝剂等。该材料在与水混合后0.5h内有较好的流动性，1.0h后逐渐变稠，失去流动性。在5d后充填材料的抗压强度可达到5.0MPa。本材料可以长期暴露在空气中，无失水，风化现象。预计材料的成本价格在150元/m3左右，随应用矿井周边地区的原材料价格而略有浮动。粉煤灰采空区充填材料配方：粉煤灰和水占材料总重量的90%，1d的抗压强度为0.30.5MPa，15d的抗压强度为1.01.1MPa，比重为1.462，按上述的原材料价格，此配方的材料成本为
4、5060元/m3。n粉煤灰充填材料施工工艺粉煤灰充填材料施工工艺 在井上将粉煤灰，激发剂，调匀剂，稳定剂等固体材料按一定比例，放入混碾机中搅拌均匀，装袋待送下井。在工作面前方建立泵送站（泵送距离可达500m），搅拌站（备有充填泵、搅拌桶）和堆放固体材料处。从泵送站铺设管路，经工作面顺槽，通到工作面后边的巷旁充填处，在巷旁充填处应设立活动模板或编织布围墙。随着工作面的推进和充填材料的固结，向前移动模板支设新的编织布围墙。泵送、充填过程如下：将定量的水、速凝剂和固体材料放入搅拌桶中搅拌均匀后，装入充填泵。为保证充填的连续性，在搅拌站一般设置24台搅拌桶轮流搅拌，连续给充填泵提供搅拌均匀的充填浆液。
5、充填浆液经过充填泵加压后，通过管路泵送到工作面后边巷旁充填处，充入已支设好的模具内。模具的长度与工作面日推进度相同。在将模具充填满后，从模具内抽出充填管，继续开泵，用清水冲洗泵和管路34min。在充填一天后，充填材料已凝固，并且有一定的强度，拆下活动模板，前移、支设，准备再充填。JB-300型砂浆搅拌机充填泵 模具与充填浆液 拆模后的粉煤灰大样水力压裂刀具在粉煤灰大样中切削出的槽孔 粉煤灰充填材料力学实验 粉煤灰充填材料力学实验粉煤灰充填材料力学实验粉煤灰充填材料各种成分综合评价曲线4.64.85.05.25.43839404142434.59(9.18)5.41(9.26)5.34(9.25)5.00(9.24)4.61(9.19)%MPa粉煤灰 水添加剂
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