杨 科,赵新元,何 祥,魏 祯,张继强,姬健帅

(1.安徽理工大学 深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽 淮南 232001;2.合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室),合肥 230000;3.安徽理工大学 煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽 淮南 232001)

我国每年在煤炭开采利用过程中产生大量固废物,如矸石、粉煤灰、气化渣等。这些固废堆积在地表,严重威胁当地的生态环境和人民健康。近年来,不少煤矿将符合环保要求的煤基固废制作成一种井下充填材料,不仅控制地表沉陷,更是一条处理煤基固废材料的有效途径,可谓一举两得,多重效益[1]。

针对煤矿充填材料的研究,众多专家学者做了大量工作。李典等[2]采用中心复合实验法研究了水泥、细矸率和减水剂用量对矸石充填体的不同龄期强度特性影响规律;常庆粮等[3]采用人工神经网络方法对充填材料配比进行了预测和评价;唐岳松等[4]研究了煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏等充填材料配比优化前后的力学性能;冯国瑞等[5]运用响应面分析法得出了矸石-废弃混凝土胶结充填材料的合理配比。还有其他很多学者对各种充填材料的研究也取得了丰富成果[6-8]。但是脱硫石膏、气化渣和炉底渣等共同作为煤基固废充填材料组份,其合理配比和影响效应的研究目前较少。

本文以脱硫石膏、气化渣和炉底渣为因素设计响应面试验,研究了三种固废不同占比的充填体龄期强度,分析了三种固废对充填体7-d强度的影响效应,最后通过拟合回归得出脱硫石膏、气化渣和炉底渣的最优占比并进行了验证。……