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這是針對普通水泥和普通礦山膠固料難以滿足煤礦充填固化要求的現狀，采用復合激發與科學配比技術，開發的粉煤灰矸石粉混合充填專用膠固料膠凝材料，與普通膠固料不同，這種膠固料不僅只是一種膠凝材料，也是一種激發材料，可以激發粉煤灰和矸石粉的潛在活性，解決了粉煤灰和矸石粉的固化難題。解決了Ⅲ級以下劣質粗粉煤灰和矸石粉混合充填的早凝、早強技術難題。它是目前唯一具有對充填材料有化學激發作用，讓充填材料也產生膠凝性的礦山充填膠凝材料。煤礦充填與金屬礦相比有兩個顯著的不同點：一是煤礦大多采用長臂綜采工作面，推進速度快，通常每天推進2～3m。因而一般要求充填體20小時以內可拆模自立，3天即能發揮支撐頂板作用。金屬礦山由于落礦出礦周期相對較長，對早期強度的要求要低些。二是充填料主要是粉煤灰和矸石粉。粉煤灰是一種極細的飛灰，小于45μ的顆粒組分大于55%，甚至在90%以上，遠比金屬礦山的尾砂細得多。煤矸石或礦井廢石大多偏軟、易風化，破碎之后小于0.1mm的部分大于5%。所以普通礦山膠固料用于粉煤灰矸石充填時在固化時間和固化強度上很難滿足要求。實際上，粉煤灰是一種具有潛在活性的工業廢渣。主要成分與高爐礦渣類似，為二氧化硅（SiO2）、氧化鋁（Al2O3）、氧化鈣（CaO）等，顆粒直徑一般為0.001～0.05mm，呈玻璃態實心或空心的球狀顆粒。但由于粉煤灰的CaO含量較低，玻璃體中［SiO4］4-的聚合度高，所含活性的硅、鋁成分均被封閉在玻璃體內，呈隱性，不能水化。國內外解放粉煤灰被封閉活性的手段主要化學活性激發，水熱蒸壓蒸養激發和粉磨輪碾物理激發三種。但受充填成本和充填技術條件的限制，水熱蒸壓蒸養方法和粉磨輪碾方法難以采用。同樣由于充填成本問題，煤礦只能獲得價格低廉的Ⅲ級以下劣質粉煤灰，質量較高的Ⅰ、Ⅱ級粉煤灰大多進入水泥和混凝土摻料市場。如何解決粉煤灰矸石粉的活性激發成為粉煤灰矸石充填的技術難題。結合煤礦充填實際，以激發粉煤灰的活性為主攻方向，在消化吸收堿激發膠凝材料研究成果的基礎上，經過嚴格的配比試驗和篩選程序，攻克了粉煤灰特別是Ⅲ級以下劣質粉煤灰的活性激發和早期強度問題。這種膠固料對粉煤灰和矸石粉有良好的激發作用，滿足早期強度、長期強度以及流動性、泌水率等方面的要求，使用中可結合礦山所用粉煤灰和矸石粉的特性，通過試驗進行選擇或重新組配。

粉煤灰矸石膠固料（速凝固化膠固粉）是一種新型膠凝材料。速凝固化膠固粉的誕生，為我國煤礦的開采提供了一種新的方法。對膠結充填采礦方法是一項重大的突破和發展。這種充填方法的特點是：（一）充填體強度高，特別是早期強度高；（二）容易接頂，控頂效果好；（三）充填時不脫水而無污染井巷問題；（四）管路易輸送，管道磨耗小；（五）充填料可不需要分級；(六)充填體對圍巖支護作用好；（七）制備輸送工序和設備較簡單；（八）采場采充交替時間短，利于勞動生產組織和提高勞動生產率；（九）材料無毒無害，具有明顯的經濟、社會和環境效益，應用前景十分廣闊。該材料既可用于礦山充填、地下注漿、道路建設等領域，又是礦山采空區堵露、滅火、阻燃理想材料，同時也可以作為巷道漏風縫隙以及上山區域防滅火充填材料。速凝膠固粉具有所有水泥所不能實現的可貴特性，即該材料調配的漿液能在很大的水固化（體積含水率為85-90%）條件下，可以控制在5-30分鐘內凝固、硬化最終變成一種較堅硬的固體。本產品全部采用工業廢渣在激化劑的作用下產生的物質作為凝結材料，這種凝結物質不是由鈣硅比C-S-H、C-H等抗水溶蝕能力差的物質組成，而是由堿土—鋁硅酸鹽水化物、堿—堿土鋁硅酸鹽水化物、多種種類沸石半晶質物質（霞石、長石、方鈉石、鈉沸石、桿沸石）低堿性C-S-H凝膠、CaO•Al2O3•xSiO2•yH2O等組成。經研究表明，這些物質的組成很復雜，但在高水壓（﹥0.4Mpa）飽水條件下，具有很好的耐久性能。本產品含有鋼渣，鋼渣中含有f-CaO、f-MgO,而CaO、MgO和水進行化學反應時，其固相的絕對體積反應后分別比反應前增加了77％、97.92％。由于鋼渣經過1650℃的高溫鍛燒，其中的f-CaO、f-MgO處于死燒狀態，所以水化活性較低，隨著時間的推移，它仍然會水化。因此材料中的鋼渣組分發生水化時，會使得材料產生微膨脹效應，使材料自身更加密實，且對管片和圍巖填充也更密實。本產品采用激化劑作為增稠劑和保水劑，利用其細度和吸附性加速粒子間的吸引和需水量來增加漿體的粘度和凝聚性能，從而達到在高水壓（﹥0.4Mpa）飽水條件下，抗水分散性能。

粉煤灰矸石膠固料（速凝固化膠固粉）包括以下配方成分：基料為水泥熟料或水泥；鈣源化合物為生石灰和/或鈣鎂粉；石膏；礦渣細粉；激發材料為氯鹽和/或硫酸鹽。由于Ca(OH)2是生成水化硅酸鹽和水化鋁酸鹽的關鍵材料，以氯鹽和/或硫酸鹽為激發材料，促進了基料、生石灰或鈣鎂粉生成的Ca(OH)2的溶解，提高了溶液的堿度，打開粉煤灰中SiO44-的共價鍵，促使該硅氧四面體解聚，加速了粉煤灰和矸石粉的活性激發，解決了粗粉煤灰與矸石粉混合充填的早凝、早強問題，提高了后期固化強度。

技術服務：本粉煤灰矸石充填專用膠固料技術資料費280元，包括技術配方、工藝流程等，技術直接用于生產，提供技術售后支持。

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