何建元 尹升华 陈 卓 李 楠 高 谦

（1.金川集团股份有限公司龙首矿，甘肃金昌737100；2.北京科技大学土木与资源工程学院，北京100083）

充填采矿法由于具有提高资源回收率、有效控制采场地压和保护矿区生态环境等诸多优点，越来越受到国内外矿山的青睐［1-3］。研发适合替代水泥的新型充填胶凝材料是充填法开采矿山的重要研究内容之一［4，5］。目前，国内外专家学者对新型充填胶凝材料开发进行了大量的研究。文献［6-9］主要研发了以矿渣为主的充填胶凝材料，优化了胶凝材料配比并进行机理研究；文献［10，11］开发了以石灰、石膏、熟料和矿渣为主的适用于铁矿的胶凝材料；文献［12-14］选取磷石膏为胶凝材料，开展磷石膏基充填材料配比实验研究；文献［15，16］研究了适用于煤矿的以煤矸石、粉煤灰、水泥为主的充填材料。现有研究中利用脱硫灰渣研发充填胶凝材料较少，因此本项目以某矿山为工程背景，选取脱硫灰渣、水泥熟料、早强剂和矿渣，通过正交实验得到矿用充填胶凝材料最优配方，并与32.5水泥对比分析；然后采用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析新型充填胶凝材料水化过程中物相和显微结构的变化；最后进行充填体强度验证实验，并对工业应用中充填体体积沉缩率与经济成本比较分析，判断是否满足矿山性能要求。

1 实验

1.1 实验材料

实验材料由全尾砂、胶凝材料与水组成。胶凝材料分为矿用新型充填胶凝材料和32.5普通硅酸盐水泥，新型充填胶凝材料由脱硫灰渣、水泥熟料、早强剂和矿渣组成，32.5水泥用作参照组，实验用水为室内自来水。……