修宗甲

（中国冶金地质总局一局五二〇队，河北 邢台 054001）

0 前言

煤矿开采时，尾矿大量堆放，侵占大量的土地并且使矿区环境受到极大的破坏，影响地表植被的生长与发育；尾矿堆放不稳定，容易出现滑塌和溃坝事故[1-2]。我国存在大量的“三下”压煤，进行开采时，导致地表沉陷，路基沉降、建筑物墙体开裂等[3]。将尾矿对采空区进行充填，不仅可以消除尾矿对环境的影响，还可以有效地控制地表沉陷问题。关于充填材料的研究，国内外积累了不少成功的经验，如尹裕[4]以高炉水淬渣为主要原料的胶凝材料作为充填材料，冯光明等[5]以新型超高水材料作为充填材料，王朝近等[6]以电厂粉煤灰为主要原料制备充填材料。而关于尾矿用于充填的研究很少，因此开展尾矿充填研究有很重要的社会意义。

1 试验方法

为了研究在不同加水量、石灰量下尾矿混和料的应变和变形模量的变化规律，设计石灰含量分别为10%、20%、30%的尾矿混和料进行试验，尾矿自然含水率为4.73%，每个配比做3 次平行试验，最终取3 次试验的平均值。配比方案见表1。

表1 尾矿混合料加水配比方案

试验模具，采用低碳钢制作一内径为220 mm 的圆筒，活塞直径为220 mm，实验装料高度约为170 mm，每组尾矿实验时加载应力从0 逐渐加载到6 MPa，实验系统加载速率为0.2 kN/s，仪器轴向活塞最大行程180 mm，试验模具如图1所示。作用于混和料的压力，轴向位移和形变模量均采用全自动数据采集器自动采集。

图1 实验装置

2 实验结果分析

2.1 应力与应变关系

通过对不同配比的尾矿混和料进行压实试验，得到不同影响因素下的材料应力应变曲线区间，对曲线进行拟合后的拟合方程见表2，应力-应变曲线如图2～图4 所示。……