兰天翔 李绪萍 段圆圆

（内蒙古科技大学矿业研究院）

内蒙古乌海市及棋盘井地区为我国西北地区重要的煤炭工业基地，该地拥有许多煤化工企业和燃煤电厂，这些企业每年排放大量的煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏、矿渣炉渣等固体废弃物。大量固体废弃物的排放和堆存不仅占用大量的土地资源，而且严重破坏当地的环境。随着国家对环境保护重视程度的提高，人们加大了对固体废弃物的综合利用研究，提出了利用煤基固废进行膏体充填的思路。

充填材料的水化机理是复合胶凝材料应用和设计的基础，不同充填材料的水化和硬化原理、过程有很大的差异，研究中仍有很多问题需要解决。由于试验技术的发展，国内外学者在充填材料水化过程中取得了许多研究成果［1］。本研究的充填材料主要为乌海地区的粉煤灰和煤矸石。

在膏体充填开采中，煤矸石一般作为骨料，其物化性质对充填体强度会产生较大的影响。从矿物组成角度看，煤矸石由各种岩石混合而成，主要包括高岭石、石英、方解石以及黄铁矿等；从化学元素组成角度看，煤矸石都以硅铝氧化物为主，另外还有镁、铁、钙等元素。试验用煤矸石的主要成分是SiO2、Fe2O3和Al2O3。

粉煤灰也称飞灰，颗粒尺寸小、质量轻，是一种类似于火山灰质材料，具有火山灰潜在活性，可在一定的条件下与碱土金属氢氧化合物发生水化反应，生成具有水硬胶凝性化合物［2］。试验用粉煤灰的主要化学组成为CaCO3、SiO2、Fe2O3，Cr少量。……