高水速凝材料

高水材料用于采空区充填有着工艺简单、凝结速度快、性能稳定等优点。

为减小开采引起的地表建、构筑物的变形，采矿工程的采空区一般需要支护或充填，传统的充填材料主要有两类：一是以硅酸盐水泥掺加水玻璃等的充填料，但该类材料的使用寿命短(通常仅可用2~3 a)，且存在作业固化时间长，材料浪费等缺点；二是以高分子为主的充填材料，近年来，科研人员已研制出高水速凝固材料(简称高水材料)，它是一种价格低廉，使用方便，并具有一定力学性能的可泵性支护材料，高水材料可替代木材、钢材使用，充填工艺简单，凝结速度快，可减少固化剂的用量。

高水材料填充技术作为一种新方法，已在某些矿区开展了试验性研究。

该矿采用的ZKD 型高水速凝充填材料是一种新型双料特种水泥混合材料，是近年来矿山充填较为成功的材料。

该材料由甲料、乙料两种组分构成。

甲、乙料以重量比1 ：1 配合使用。

其中甲料是以硫铝酸盐水泥熟料为基材，与悬浮剂及少量超缓凝剂混磨而成，乙料是由石灰、石膏、悬浮剂和复合速凝早强剂等混磨而成。

针对工作面采高大、充填体接顶相对困难的特点，选用袋装净浆材料进行充填，以使充填体接顶密实。

根据数值计算分析，充填体使用的水灰比确定为2：1。

与传统的充填材料比较，该材料具有以下优点：a. 浆材颗粒细，渗透性能好；b. 主、配料单独加水搅拌而成的浆液24 h 不凝结，相同水灰比的主、配料浆1：1 混合使用，混合浆液凝结时间十几秒至几小时随意可调；c. 混合浆液凝结时基本不析水，结石强度高，抗渗性好，微膨胀，不龟裂及凝结后受扰动甚至破坏后具有再结胶性能；d. 价格低，又特别适合高水灰比情况下使用，所以成本较低。

高水速凝固化充填材料是由中国矿业大学北京研究生部研制成功并获国家专利的一种新型胶凝材料, 它由甲乙两种粉末状材料组成。

其中甲料的主要成分是硫酸铝盐水泥熟料和石灰, 乙料为硬石膏和石灰石, 使用时甲乙料按配制。

该材料可用于采空区填漏、井下防灭火、锚喷支护、道路抢修等。

液体速凝剂配方
液体速凝剂是一种广泛应用于混凝土施工中的添加剂，其主要作用是加速混凝土的硬化过程，提高施工效率。

本文将详细介绍液体速凝剂的配方，主要包含以下方面：
1.铝酸盐：铝酸盐是液体速凝剂中的主要成分之一，其作用是提供铝离子，
与混凝土中的钙离子发生反应，生成钙铝黄长石，使混凝土迅速硬化。

2.聚合物材料：聚合物材料在液体速凝剂中起到粘结剂的作用，可以提高混
凝土的粘稠度和稳定性，使混凝土在硬化过程中不易产生离析和泌水现象。

3.硅酸钠：硅酸钠是一种常用的速凝剂原料，其作用是提供硅酸根离子，与
混凝土中的钙离子发生反应，生成硅酸钙沉淀，加速混凝土的硬化过程。

4.碳酸盐：碳酸盐在液体速凝剂中起到促进作用，可以提供碳酸根离子，与
混凝土中的钙离子发生反应，生成碳酸钙沉淀，加速混凝土的硬化过程。

5.磷酸盐：磷酸盐在液体速凝剂中起到缓凝剂的作用，可以延缓混凝土的硬
化过程，调节混凝土的凝结时间。

6.氯化物：氯化物在液体速凝剂中起到促进作用，可以提供氯离子，与混凝
土中的钠离子发生反应，生成氯化钠，加速混凝土的硬化过程。

7.速凝剂基材：速凝剂基材是液体速凝剂的主要载体，其作用是将各种速凝
剂成分均匀混合在一起，形成稳定的液体速凝剂。

常用的速凝剂基材包括高岭土、膨润土等。

8.有机酸：有机酸在液体速凝剂中起到缓凝剂的作用，可以延缓混凝土的硬
化过程，调节混凝土的凝结时间。

常用的有机酸包括柠檬酸、酒石酸等。

9.无机盐：无机盐在液体速凝剂中起到促进作用，可以提供各种离子，与混
凝土中的成分发生反应，加速混凝土的硬化过程。

常用的无机盐包括硫酸钠、氯化钠等。

ZS-205高水速凝固化充填材料一，产品介绍我公司生产的高水速凝固化充填材料（以下简称高水材料）广泛应用于煤炭行业巷旁充填支护,采空区堵漏灭火、阻燃、井巷壁厚充填支护等。

冶金行业金矿、铁矿等的单位充填和尾砂填充、废料充填的胶结材料。

高水材料在建筑、环保、水利、交通、石油等领域也有广泛的应用前景，这种材料与传统的水泥混凝土相比，可以水代替骨料，具有“滴水成石”的功能，凝固后所形成的固体被称为“神奇的人工石”。

二，高水材料的特性：1、充填体含水率高，用高水材料进行充填所形成的充填体体积含水率高达87%—90%，与之对应的重量水固比范围为（2—3：1），重量比含水率范围：69%—75%，井下充填1立方米空间体积的固化材料用量范围为297kg—390kg；在金属矿山、尾砂固化胶结充填工艺中，当充填料浆浓度为60%—70%时，充填1立方米空间高水材料用量80—150kg。

2、凝固速度快，组成高水材料的甲、乙两种浆液混合后5—30分钟以内完成初凝。

3、早期强度高，增长速度快。

各龄期的强度可为：2时 1.5Mpa以上；24小时 3.0Mpa 以上；3天 4.0 Mpa 以上；7天以后的最终强度 5.0 Mpa 以上；4、泵送性能好。

甲、乙两种材料的浆液混合前可达24小时以内不凝固、不结底。

5、充填体具有较高的残余强度和良好的“恒阻”特性。

6、高水材料本身无毒、无害、腐蚀性小。

三、高水材料的固化机理：1、甲、乙两种浆液混合均化后，很快发生反应，生成长针状、柱状钙矾石结晶结构；这些长针状、柱状结构交错在一起形成了一个坚固的网状骨架，骨架中包含有大量的结晶水，网状骨条象海绵一样又吸附大量的游离水（自由水）。

重50±1.0kg（含添加剂；当前厂家包装的每袋净重50±1.0kg）。

2、甲组分包装袋用红字表示，乙组分用黑字表示。

3、试验报告厂方发货时须附试验报告，试验报告中包括本标准规定的水灰比、各龄期的强度和各项试验结果。

何为高水速凝固化充填材料高水速凝固化充填材料是一种含水量高达86%～90%(按体积计算)的新型材料，主要用于矿井支护、充填、堵漏、阻燃灭火，适用于煤矿井巷巷旁充填沿空留巷技术和金属矿山全尾砂充填采矿法的充填材料。

高水速凝固化充填材料是由甲、乙两种组分的粉状物料，分别加水配制成浆液，通过两套管路，泵送到使用现场，经专用混合器混合后，注入固定的充填袋内，混合浆液便能快速凝固、硬化。

高水速凝固化充填材料的水灰比为2.0～3.0，泵送距离可达3000～5000m。

甲、乙两种材料在分别加水搅拌时，24h内不沉淀、不凝固、不堵管。

两种浆液混合后将在5～30min内凝固，强度发展很快，从混合均匀后算起，2h抗压强度可达0.8～1.5MPa，24h可达2.5MPa以上，7d可达4.0MPa以上，是现用液压支护抗压强度(0.8MPa)的5倍以上，完全达到井下采掘快速推进的技术要求。

高水填材料的甲组分，是以铝酸盐、硫铝酸盐或铁铝酸盐等为主要成分的特种水泥熟料，加入适量缓凝剂共同磨细制成的粉状物料。

高水速凝固化充填材料的乙组分，是以硬石膏、生石灰与若干种促凝剂共同磨细制成的粉状物料。

它们具有早强高、使用寿命长、省电、施工工艺简单、操作方便、无腐蚀性、对皮肤无伤害、安全可靠，充填体密实，不漏气，能抑制采空区煤层的自然着火等特点，是一种应用范围广，具有较大的经济效益和社会效益的新产品，有着十分广阔的应用前景。

高水速凝固化充填材料的生产工艺、技术要求和生产设备类似于硫铝酸盐等特种水泥的生产，非常适合水泥企业进行生产。

高水速凝固化充填材料的生产可分甲料生产线和乙料生产线两部分。

甲料生产类似硫铝酸盐水泥生产，需熟料煅烧和粉磨；乙料生产则无熟料煅烧工序，只需将几种原料按一定比例配合磨细，均化即可。

根据煤炭行业标准的规定，高水速凝固化充填材料甲、乙组分均用防潮袋包装，每袋净重25±0.5kg；甲组分包装袋用红字表示，乙组分用黑字表示；产品出厂每一个编号不超过60t。

高水材料的现状及发展趋势文献综述：1995—2012摘要：高水材料是一种主要用于矿井支护、填充、堵漏、固土、阻燃灭火和污水处理，并具有广泛应用前景的无机胶凝材料。

虽然具备某些优异的性能，但是在许多工程中仍不能满足其应用。

目前，它正在向石油工程和超高水材料方向发展.关键字：高水材料填充发展研究趋势一、高水材料的起源及组成：高水材料是20世纪80年代发展起来的一种无机胶凝材料，全称为高水速凝材料。

它是一种使用方便，并具有一定力学性能的新型可泵性支护材料［1、2]。

高水材料通常由A、B两种组分组成，A组分一般由铝酸盐或硫铝酸盐水泥烧结料、悬浮剂、缓凝剂和分散剂组成，B组分由石膏、石灰和复合速凝、早强剂和悬浮分散剂组成，A、B组分质量比一般是1:1，并且按大致相同的水灰比分别加水搅拌后由管道输送到填充位置再混合凝结成固化,所以高水材料可以不凝结、不堵管、可泵送，混合后又能速凝早强，可用于矿井支护、填充、堵漏、固土、阻燃灭火和污水处理等，具有广泛的应用前景。

［2—7］二、高水材料的研究现状：虽然高水材料具备众多的优异性能,在许多工程中也得到了应用，但是在对其研究和应用中发现，以钙矾石为主体的结构疏松，强度变化起伏较大,以致在许多工程应用中不能满足其应用要求。

[8］对此，众多学者专家对高水速凝材料做了各种各样的改性研究。

2009年12月陈洪令、王玉平利用硫酸铝对硫铝酸盐基高水材料进行凝胶化改性。

通过X射线衍射（XRD)、扫描电子显微镜(SEM）、压汞仪等现代测试手段，研究了硫铝酸盐基高水材料凝胶化改性后的微观结构与强度间的关系。

结果表明，高水材料经凝胶化改性后，水化形成以钙矾石为主的结构体，其1d抗压强度为3.5MPa,28d抗压强度可达7.8MPa；硫酸铝凝胶化改性可以促进钙矾石的形成，改善结构体的孔结构，增加结构体致密性，提高高水材料的强度。

凝胶化改性后的高水材料可用作一种优良的充填材料。

[8］2010年04月，由陈洪令、王玉平在硫铝酸盐基高水材料中引入了粘土矿物对其进行改性，通过正交实验讨论了原料配比、细度及粘土矿物掺量对硫铝酸盐基高水材料结构体强度的影响，并得出了最佳配比方案。

高分子喷涂速凝材料
高分子喷涂速凝材料是一种新型防水材料，具有以下特点：
1．施工方便：可采用喷涂施工，快速成膜，省时省力。

2．防水性能好：具有优异的防水、防渗、防腐性能，可有效防止水渗漏。

3．耐久性好：耐候性好，使用寿命长，可达20年以上。

4．环保性好：无毒无味，不含VOC等有害物质，环保安全。

高分子喷涂速凝材料广泛应用于建筑、水利、交通、市政等领域，可用于屋面、地下室、隧道、桥梁、水池等部位的防水。

一、高分子喷涂速凝材料的施工方法
1．基面处理：基面应清洁、干燥、无浮尘、无油污。

2．材料配制：将A组分和B组分按比例混合均匀。

3．喷涂施工：采用喷涂机将配制好的材料喷涂在基面上。

4．养护：喷涂完成后，需在常温下养护24小时以上。

二、高分子喷涂速凝材料的注意事项
1．施工时应佩戴口罩、手套等防护用品。

2．施工现场应通风良好。

3．材料应存放在阴凉干燥处。

三、以下是一些高分子喷涂速凝材料的应用实例：
1．建筑防水：用于屋面、地下室、外墙等部位的防水。

2．水利防水：用于水库、坝体、渠道等部位的防水。

3．交通防水：用于桥梁、隧道、涵洞等部位的防水。

4．市政防水：用于污水处理池、垃圾填埋场等部位的防水。

高分子喷涂速凝材料是一种性能优异、应用广泛的新型防水材料。

随着科技的发展和进步，高分子喷涂速凝材料将会得到越来越广泛的应用。

高水材料在矿井生产中的应用0 引言我国能源储量的特点是富煤、贫油、少气。

我国能源探明剩余可采储量为1 392 亿吨标准煤，其中煤炭占58.8%、石油占3.4%、天然气占1.3%、水能占36.5%。

我国独特的能源储量结构，加上快速发展的经济对能源需求的急剧攀升，决定了煤炭在我国能源消费结构中占主导地位。

然而，由于长期沿用传统采煤方法，且开采强度逐年增大，产生了一系列严重的问题：资源回收率低下、矿区地表大面积沉陷，地下水大量流失、事故频发等等。

而自高水材料出现后，凭借其单浆流动性好易泵送、凝固时间短且易调节、固化体强度高且抗水侵蚀能力强、无有害有毒利于环保、材料来源广成本低、工艺系统简单等优点，即被广泛地应用于矿井的生产实践当中，对缓解上述问题起到了积极的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。

本文主要以中国矿业大学研制的ZKD 型高水材料为例，详细阐述了高水材料在矿井采空区充填、巷道支护、封堵裂隙、注浆堵水、煤层注水封孔、U 型钢壁后充填以及港口维护等其他行业中的应用情况。

1 高水材料ZKD 型高水速凝材料由甲料、乙料两种组分构成。

甲、乙料以重量比1:1 配合使用。

其中甲料是以硫铝酸盐水泥熟料为基材，与悬浮剂及少量超缓凝剂混磨而成，乙料是由石灰、石膏、悬浮剂和复合速凝早强剂等混磨而成。

ZKD 型高水速凝充填材料性能可根据具体条件进行配制与调整。

1.1 高水材料水化机理硫铝酸盐水泥熟料主要有效矿物成分4 3 C A S和2 β - C S的水化过程和产物决定着ZKD 材料的物理力学性能。

在反应体系中，存在适量的石膏和石灰下，ZKD 材料加水后，其中的无水硫铝酸钙（ 4 3 C A S）就水化生成大量的钙矾石，每1 mol 的4 3 C A S可生成3 mol 的钙矾石，反应方程式如下[1]甲料中另一矿物组分2 β - C S水化时生成水化硅酸钙凝胶，放出Ca(OH)2，并最终与水化体系中Al2O3·3H2O 和CaSO4·2H2O 反应生成钙矾石，其反应方程式为[1]但是，在反应体系中如果没有石膏参加反应，的水化反应是不能生成钙矾石的，只有当适量的石膏存在时，水化反应才可生成钙矾石，1 mol 的只能生成1 mol 的钙矾石，反应方程式如下[1]只有当石膏、石灰同时适量存在，才可按（1）式进行反应，生成尽量多的钙矾石。

高水充填材料高水充填材料，又称高水泥胶凝材料或高水灰凝材料，指的是与混凝土中的水水化反应并形成胶凝物质的材料。

与传统的水泥不同，高水充填材料的水灰比一般大于1，因此在混凝土中能产生较高的水化反应，形成更多的胶凝物质，提高混凝土的强度和密实性。

在建筑施工、地下工程、水电工程以及船舶修造等方面有着广泛应用。

高水充填材料的主要成分包括活性矿物材料、碳化材料和水泥等组成，其中活性矿物材料一般为矿渣粉、硅灰、石灰石粉等，碳化材料一般为硅溶胶、有机酸碳化石等。

高水充填材料的制备一般分为两个步骤，首先将活性矿物材料与水泥进行脱碳反应，然后将碳化材料与脱碳产物进行反应，最终形成高水充填材料。

高水充填材料具有很多优点。

首先，它可以减少混凝土中的孔隙率，提高混凝土的密实性，从而提高混凝土的强度和耐久性。

其次，由于高水充填材料含有较多的活性矿物材料，使得混凝土的早期强度和晚期强度均有所提高。

此外，高水充填材料还具有良好的流动性和自流体性，可以提高混凝土的施工性能，方便施工过程中的充填和振实。

在实际应用中，高水充填材料可以用于地下工程中的充填和加固，可以填补地下工程中的空洞和裂缝，提高地下工程的稳定性和承载力。

此外，高水充填材料还可以用于水电工程中的淤泥固化，可以将水生沉积物作为高水充填材料的原料，通过反应生成胶凝物质，从而提高淤泥的固化效果。

另外，高水充填材料还可以用于船舶修造中的舱壁充填，可以填补船舶内部的空间，提高船舶的结构稳定性和航行安全性。

总之，高水充填材料作为一种新型的胶凝材料，在建筑施工、地下工程、水电工程以及船舶修造等领域具有广泛的应用前景。

通过调整配比和制备工艺，可以根据不同的工程要求和材料特性，生产出不同性能的高水充填材料，满足工程实际需求。

同时，还需要进一步研究和探索高水充填材料的性能和应用，提高其实用性和经济性，推动其在实际工程中的应用。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟利用尾矿作采空场的填充材料20 世纪80 年代末，我国开始研制与开发用于矿山充填的新型胶结材料，其中在高水材料、高炉矿渣、赤泥和灰煤等胶凝材料的研究与应用方面取得了较大的进展。

一、高水速凝全尾砂胶结充填材料高水速凝固化胶结充填的最大优点是能以很小的体积固液比（cv＝0.1～0.5）在较短时间内凝固、硬化，最终形成一种有一定强度的高含水固体。

我国从1986 年开始试验研究高水充填材料及其充填工艺，试验获得成功后，在煤炭矿山广泛应用。

其充填工艺为：用甲料（高铝水泥、缓凝剂）和乙料（膨润土、二水石膏、生石灰、速凝剂）分别加水制成胶结料将，经双活塞往复式充填泵1∶1 等量分别输送，在管道出口处，由多孔板混合器混合进行袋式充填。

招远金矿1989 年率先采用高水充填技术进行高水速凝全尾砂充填试验。

该矿在高水充填中加入全尾砂，其工艺流程为：在选厂到尾砂库的输砂管上引出一根内径为30mm 的尾砂分流管，将质量分数为30%左右的尾砂浆输送到井下充填站的贮砂池中。

充填时由2PNL 渣浆泵将贮砂池中砂浆供给φ1400mm×1400mm单层叶轮式制浆桶，分别加入甲、乙两种高水固化材料搅拌制浆，由双活塞泵等量压送到采场充填。

根据1992 年玲珑矿的充填试验，当全尾砂浆质量分数为25%、固化剂掺量为250kg/m3、充填料浆的质量分数为39%时，2h 后充填体强度在0.35MPa，8h 后的强度达到1.7MPa。

充填成本为20.76 元/t。

高水充填料浆浓度低、输送方便，采场不脱水，不污染井下作业环境。

二、高炉矿渣胶凝材料1994 年，济南钢铁公司张马屯铁矿为降低充填成本，进行了高炉矿渣取代水泥作胶凝材料的胶结充填试验研究。

试验结果表明，采用尾砂∶水泥＋炉渣为7∶1 的配比，用磨细的高炉矿渣替代胶结充填料中的部分水泥，充填体强度不仅不会陈低，反而随着炉渣替代水泥量的增加，充填体强度提高。

煤矿新型充填胶凝材料
煤矿新型充填胶凝材料主要包括碱激发胶凝材料、高水材料、胶固粉等。

这些材料主要用于矿山充填领域，具有良好的输送性能和较高的充填体强度。

碱激发胶凝材料是一种由具有火山灰活性或潜在水硬性原料与碱性激活剂反应而成的一类胶凝材料。

这类材料多以铝硅酸盐类矿物为主要原材料，常见的有矿渣、钢渣、粉煤灰和赤泥等工业固体废弃物。

在冶炼过程中，各种无机矿物的熔融体定期从排渣口排出，经水急冷处理成为粒状的颗粒，又称为粒化高炉矿渣或水渣。

在碱激发剂的作用下，不规则的网格结构更容易断裂，使炉渣玻璃体产生解离，最终生成Ca(OH)2、C-S—H凝胶等水化产物。

高水材料是一种高效、快速凝固的胶凝材料，可以在短时间内达到较高的强度。

这种材料的输送性能较好，适用于快速充填和紧急抢险等场合。

胶固粉是一种以水泥为主要原料，加入适量的水和其他添加剂混合而成的粉末状胶凝材料。

它具有较好的流动性和粘结力，可以用于填充各种缝隙和孔洞，起到加固和保护的作用。

除了以上几种材料外，还有一些其他的新型充填胶凝材料，如利用磷化工行业对固废综合利用的投入开发出的CH半水磷石膏等。

这些新型材料都具有较高的强度和良好的输送性能，能够满足不同矿山充填开采的要求。

调剖堵水材料的发展近年来,浅调剖和深度调剖技术得到了较快的发展,应用范围越来越广,不仅是一种单纯地降低含水率的增产措施,而是一种广泛提高石油采收率的进攻性措施。

油层深度调剖的现场实践证明它是一种有效的挖潜手段。

调剖堵水工作要在技术上取得成功,必须具备2个条件：一是化学剂的性能与油藏物性配伍;二是施工工艺设计合理。

很多情况下，化学调剖用药剂的合理选择、调配是调剖堵水成功的关键。

调剖工艺可以采用堵水优化设计软件,但是现场调剖堵水的工艺设计基本依赖经验,对化学调剖主剂及交联剂的研究和选择显得格外主要。

一、有机胶体材料延缓交联凝胶体系是目前应用最多的体系：可以产生凝胶的有机物有单宁、木质素、胍胶等天然聚合物,羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、多元共聚物、两性离子聚合物等合成高分子聚合物。

交联剂有酚醛树脂类、Cr3+、Al3+、Zr4+、Ti4+、硼酸等。

其中对于Cr3+可采用乙酸、草酸等络合的办法来延长交联时间;对于Al3+、Zr4+、Ti4+、硼酸等可采用控制pH值的方法来延长交联时间。

也有专门开发的延缓交联剂,如延缓型有机/无机复合交联剂LD-1。

此外还可以采用微胶囊技术来实现延缓交联。

随着微胶囊技术的研究进展,有望实现含有交联剂微胶囊的延缓交联凝胶体系。

在凝胶中加入泡沫形成泡沫凝胶也是一种实用的堵水方法。

使聚合物轻度交联形成的深部可动凝胶或胶态分散凝胶是一种很有效的调剖驱油剂。

研究表明,调堵的效果取决于胶粒粒径和地层孔隙直径的关系。

胶粒大小：(1)分子量越高形成的胶粒直径越大,强度越高;(2)水解度越高,链上负电荷越多,占据空间越大,胶粒直径越大,水解度应在2%～30%之间,太大溶解性不好;(3)聚合物浓度、交联剂加量、pH值之间的合理配比。

复合离子聚合物：复合离子聚合物分子链上既有亲水性的阴离子基团,又有对地层岩石吸附能力强的阳离子基团,还有非极性基团。

该类调剖剂的地面粘度只有20～40MPa.s,地下交联后粘度大于20Pa.s,可有效地封堵高渗透层,起到堵水或调剖的作用。

新型矿山充填胶凝材料的研究与应用综述梁志强【摘要】伴随着采空区胶结充填技术的发展，充填胶凝材料的研究与应用技术取得了长足的发展。

介绍了高水速凝充填胶凝材料、粉煤灰充填胶凝材料、矿渣基充填胶凝材料等新型充填胶凝材料在矿山行业的研究及应用概况，分析了不同充填胶凝材料的特点和局限性，提出了开发具有潜在胶凝活性的工业固体废料、降低充填胶凝材料成本和改善胶凝材料性能将是充填材料今后发展的方向。

%With the development of cementing filling technology in mined-out area,backfill material research and appli-cation technology has made great development. The features and performances of different cementing materials such as high-wa-ter rapid-setting cementing material, fly ash backfill cementing materials and blast furnace slag backfill cementing materials were reviewed. It is suggested that the solid wastes with potential cementing activity,backfill material with low costs,methods can improve gelled material properties will be the future development direction.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】7页(P164-170)【关键词】充填胶凝材料;水泥;高水速凝材料;粉煤灰;高炉矿渣【作者】梁志强【作者单位】中钢集团工程设计研究院有限公司石家庄设计院，河北石家庄050021【正文语种】中文【中图分类】TD80对采空区进行胶结充填，不仅能够控制矿山地压活动、避免地表塌陷、保障采矿安全，而且能够消耗大量的尾矿、矸石等矿山固体废弃物［1-7］。

高水速凝材料结石体的原材料分析谢辉;刘长武【摘要】以X射线衍射(XRD)和电子扫描电镜(SEM)为分析手段,对高水速凝材料的原材料的化学成分及矿物组成进行研究;并对其水化产物进行测试,研究高水材料结石体的微观形貌特征.分析结果表明:高水材料由四种原材料组成,其主要化学成分包括CaO、Al2O3和CaSO4等,主要矿物为硫铝酸钙与石膏.材料形成的水化产物主要是钙矾石,其微观形貌为枝柱状、枝网状结构,结构之间存在大量的空隙.钙矾石的抗风化能力较差,不宜在干燥、开放式环境中使用.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)030【总页数】5页(P254-257,271)【关键词】高水速凝材料;化学成分;矿物组成;微观分析【作者】谢辉;刘长武【作者单位】水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,四川大学水利水电学院,成都610065;水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,四川大学水利水电学院,成都610065【正文语种】中文【中图分类】TU599我国是一个资源大国，各种矿产资源丰富，矿产资源的开采关系着国计民生；而采矿技术的创新与发展对于资源的开采利用尤为重要。

先进的采矿技术不仅能够保证资源的合理开采，还能最大程度的发挥技术经济效益和社会效益，提高资源开采率，降低劳动强度与生产成本[1]。

以煤矿开采为例，传统的矿山法在煤矿开采过程中有着丰富的经验和长久的历史；而随着人类对煤矿资源大规模的开发与利用，地表和地下浅部煤矿资源逐渐枯竭，煤矿开采正向地下深部转移[2]。

因此，采空区地压力控制问题将日益突出，并成为实现深部安全、高效开采的主要障碍。

采空区充填技术是解决深部地压力控制、维护采空区稳定、保证安全作业的最有效途径之一。

解决采空区充填是采矿技术发展的关键因素。

高水速凝材料是一种高含水、快速凝固的材料，该材料既基本具有普通混凝土的各种性能，又具有普通混凝土所不具有高水、速凝、易泵送等特殊性能。

ZS-205高水速凝固化充填材料一，产品介绍我公司生产的高水速凝固化充填材料（以下简称高水材料）广泛应用于煤炭行业巷旁充填支护,采空区堵漏灭火、阻燃、井巷壁厚充填支护等。

冶金行业金矿、铁矿等的单位充填和尾砂填充、废料充填的胶结材料。

高水材料在建筑、环保、水利、交通、石油等领域也有广泛的应用前景，这种材料与传统的水泥混凝土相比，可以水代替骨料，具有“滴水成石”的功能，凝固后所形成的固体被称为“神奇的人工石”。

二，高水材料的特性：1、充填体含水率高，用高水材料进行充填所形成的充填体体积含水率高达87%—90%，与之对应的重量水固比范围为（2—3：1），重量比含水率范围：69%—75%，井下充填1立方米空间体积的固化材料用量范围为297kg—390kg；在金属矿山、尾砂固化胶结充填工艺中，当充填料浆浓度为60%—70%时，充填1立方米空间高水材料用量80—150kg。

2、凝固速度快，组成高水材料的甲、乙两种浆液混合后5—30分钟以内完成初凝。

3、早期强度高，增长速度快。

各龄期的强度可为：2时 1.5Mpa以上；24小时 3.0Mpa 以上；3天 4.0 Mpa 以上；7天以后的最终强度 5.0 Mpa 以上；4、泵送性能好。

甲、乙两种材料的浆液混合前可达24小时以内不凝固、不结底。

5、充填体具有较高的残余强度和良好的“恒阻”特性。

6、高水材料本身无毒、无害、腐蚀性小。

三、高水材料的固化机理：1、甲、乙两种浆液混合均化后，很快发生反应，生成长针状、柱状钙矾石结晶结构；这些长针状、柱状结构交错在一起形成了一个坚固的网状骨架，骨架中包含有大量的结晶水，网状骨条象海绵一样又吸附大量的游离水（自由水）。

重50±1.0kg（含添加剂；当前厂家包装的每袋净重50±1.0kg）。

2、甲组分包装袋用红字表示，乙组分用黑字表示。

3、试验报告厂方发货时须附试验报告，试验报告中包括本标准规定的水灰比、各龄期的强度和各项试验结果。