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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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改性煤气化渣基矿用充填材料制备与性能研究

作者(Author):

  • 屈慧升
  • 索永录
  • 刘浪
  • 周文武
  • 杨潘
  • 张彩鑫

作者单位:

  • 西安科技大学 能源学院
  • 教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室
  • 西安科技大学 化学与化工学院
  • 摘要
  • 论文图表
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  • 引用格式

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。实验内容包括四大部分:骨胶比,质量浓度,激活剂含量以及其对凝结时间、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 3d、7d的强度都达到最大值,28d强度为6.7MPa;(2)质量浓度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,3d、7d水化产物主要是氢氧化钙和水化硅酸钙,28d时生成大量钙矾石,且随硫酸钠含量增加,充填体早期生成了更多的水化产物,在28d龄期内并未出现强度折减现象;(4)随硫酸钠含量增加,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2%含量为界限,各参数变化速率逐渐减小,且质量浓度对初始流动性的影响大于硫酸钠含量;(5)在最佳配比:骨胶比2:8,质量浓度80%,硫酸钠含量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。


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