煤炭学报

作者：屈慧升, 索永录, 刘浪, 周文武, 杨潘, 张彩鑫,

关键词：煤气化粗渣, 充填材料, 最佳配比, 水化产物, 硫酸钠,

为研究煤矸石(CG) 和煤气化粗渣(CS)用于膏体胶结充填的可行性，使用 Talbol 级配理论对骨料进行粒径控制，少量硅酸盐水泥作为胶凝材料，大量 CS 作为辅助胶凝材料，做了多组 CG、 CS、水泥、激活剂的不同配比实验。 实验内容包括 4 个部分:骨胶比，总固体质量分数，激活剂质量分数以及其对凝结时间、流动性、泌水率、收缩率的影响和最佳配比的浸出实验。 使用 X 射线荧光光谱分析、单轴抗压强度、自然堆积密度、塌落度、SEM-EDS，X 射线衍射等手段分析了煤矸石-煤气化渣胶结充填体(CCCPB)的充填性能。 实验结果表明:1 受级配和水化程度影响，骨料掺量为20%时，其 3 d 和 7 d 的强度都达到最大值，28 d 强度为 6.7 MPa;2 总固体质量分数对强度和流动性影响十分明显，且高水环境更有利于硫酸钠对 CCCPB 的激发效果;3 硫酸钠可显著激发 CS 活性，3 d 和 7 d 水化产物主要是氢氧化钙和水化硅酸钙，28 d 时生成大量钙矾石，且随硫酸钠质量分数增加，充填体早期生成了更多的水化产物，在 28 d 龄期内并未出现强度折减现象;4 随硫酸钠质量分数增加，凝结时间逐渐缩短，对终凝时间影响更为显著;塌落度、扩展度经时损失量逐渐增大;泌水率、收缩率逐渐减小，以硫酸钠质量分数 2%为界限，各参数变化速率逐渐减小，且总固体质量分数对初始流动性的影响大于硫酸钠质量分数;5 在最佳配比:骨胶比 2 ∶ 8，总固体质量分数80%，硫酸钠质量分数 2%时，各类重金属浸出量均低于国家标准，满足环保要求。 基于上述研究，可以推断出 CCCPB 完全可以在充填开采中被使用。

来源：2022年第5期

《煤炭学报》期刊编辑部

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