煤炭学报

作者：李秋利, 赵光明, 王艳芬, 程详, 黄顺杰, 李英明, 孟祥瑞,

关键词：硅酸盐水泥, 玻璃纤维粉末, 粉煤灰, 注浆材料, 力学性能, 矸石胶结,

为助力绿色矿山领域低碳发展，提高固废利用效率，以硅酸盐水泥和粉煤灰为胶凝材料，利用尾矿玻纤粉(GFP)对其进行增韧，以获得新型高强度绿色水泥基复合注浆材料。通过浆液特性测试、力学强度测试、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)及热力学建模等方式，探究GFP掺量对复合浆液的工作特性、水化产物、凝结时间与力学强度等的影响特征；利用煤矸石骨料注浆固结模拟试验，评价新型注浆材料胶结碎石的力学承载性能，揭示GFP改性粉煤灰–水泥复合浆液对煤矸石的注浆加固机制。结果表明：添加GFP有助于缩短粉煤灰–水泥复合浆液的初凝时间，而流动性、析水率、结石体抗压强度随掺量的增加呈先增大后减小趋势，当GFP掺量为1%时，粉煤灰–水泥复合浆液工作性能最优，初凝时间缩短5.9%，3、28 d抗压强度分别提升12.6%、37.9%。微观表征证实：适量的GFP掺量有助于增加火山灰效应，促进Ca(OH)2的消耗，生成大量水化硅酸钙产物，且未被水化的GFP可发挥充填效应，改善基体致密性。注浆加固试验表明：1.0%的掺量GFP改性粉煤灰–水泥注浆材料可有效抑制荷载过程中煤矸石胶结体微裂纹与孔洞结构滋生，改善多重分形特征，其峰值应力提升12.1%，显著增强了力学承载特性，其加固机理可以归为水泥、粉煤灰与GFP三者之间匹配良好的协同耦合效应，为深部煤矿工程领域低成本、高性能绿色注浆材料的研发提供思路。

来源：2025年第10期

《煤炭学报》期刊编辑部

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