煤矿高水胶凝剂

巷道封堵高水充填材料由粉煤灰、高水胶凝剂组成，由胶凝剂代替了A料（快硬水泥）、B料（膨胀剂、激发剂、增强剂）。保持高水充填材料性能的同时大大降低了成本。

反应机理：物料依靠胶凝剂中的激发剂将粉煤灰颗粒表面的玻璃体结构破坏，与粉煤灰中活性的SiO₂和Al₂O₃发生火山灰反应，最终生成具有强度的钙矾石，并提高浆液凝结的速度，同时起到使充填体体积膨胀的作用，膨胀率可达到5-20%，从而实现充填体的主接顶。

1. 施工工艺

按比例将粉煤灰、高水胶凝剂投入搅拌机中加水搅拌均匀，用泥浆泵输送到采空区充填场地。

2. 材料特点：

A、充填成本低，粉煤灰一般占干粉总量的70-80%，水固比一般在0.6-1.0之间。

B、膨胀系数好，能够主动接顶，充填固料和水发生反应，吸收大量水并产生体积膨胀，膨胀率为5-20%。

C、流动性强，可以泵送也可自流，不会堵塞管道，可实现长时间、长距离充填。

3. 主要力学性能

高水材料固化体的抗压强度随着养护龄期的增长而增大，且后期体积表现为微膨胀，不会倒缩，抗压强度指标见下表：

单位：兆帕

4. 高水固化体的变形特征

高水材料硬化体压裂后，在不失水的情况下，存放一段时间，硬化体还能恢复部分强度，即再生强度性能，不会发生脆性破坏，只是出现一定程度的破坏，仍具有一定强度，在约束条件下，硬化体的强度要增大几倍到十几倍，并具有恒阻性能，这些特性对充填支护和地压控制有着十分重要的意义。

5. 高水固结充填

充填浆体一般采用地面集中制浆方式，因为具有良好的悬浮性，浆体在输送过程中可视为均质浆体，因此制浆和输送都比较方便，浆体输送质量能得到保证采用泵送或自流输送都能满足要求。

结论

A、新型高水充填材料具有高水、低浓度、可膨胀、高强度、强度再生、后期强度稳定增长等性能。浆体具有良好的悬浮性和输送性，能够主动接顶，是用途很广的工程充填支护材料。

B、高水固结充填是一种新的充填采矿工艺，是充填采矿领域中的重大技术突破，该技术实现了料浆不脱水凝结充填，浆体易制备、易输送，充填体支护性能好，井下充填工艺简单，效率高，生产能力大，矿山效益好。

C、高水材料和高水固结充填具有很高的推广价值，实际应用表明，其社会效益经济效益和环保效益十分显著。