矿业研究与开发

作者：周静,王文飞,胡南,苏红艳

关键词：黄麻纤维;预处理工艺;胶结充填体;纤维掺量

为解决复杂深井环境下水泥基胶结充填体质量低、脆性高、稳定性差等技术难题,选用黄磷渣、电解锰渣和粉煤灰工业固废材料替代水泥制备新型充填胶凝材料,采用成本低廉的黄麻纤维作为加固材料,通过碱活化和超声预处理黄麻纤维,选择黄磷渣和电解锰渣的细度、纤维预处理工艺、纤维掺量为研究因素,设计36组平行交叉试验,探讨复合充填料浆塌落度、扩展度及充填体抗压强度和抗折强度的变化规律.研究结果表明:充填料浆的塌落度和扩展度与纤维掺量基本呈线性降低趋势,而对照组和碱活化组中的电解锰渣基膏体料浆塌落度和扩展度则表现出先上升后降低的变化趋势;随着纤维掺量的增加,碱活化组中的充填体抗压强度呈逐步上升趋势,对照组和超声处理组充填体抗压强度均先上升后降低,纤维掺量0.2％时,对照组和超声处理组充填体抗压强度达到最优值,继续提高纤维掺量,单位体积内充填体分散的纤维交叉搭接形成结构薄弱层,孔径结构面积增加,导致充填体抗压强度显著降低;预处理黄麻纤维协同工业固废材料制备的充填体具备优异的抗折强度,对于对照组样品,纤维掺量0.2％时,抗折强度达到最大值,对于碱活化组样品,纤维掺量为0.1％,超声处理组样品的抗折强度与纤维掺量成正相关.以河南某金矿为工程研究背景,开展了相关工业试验,通过对比现场试验结果和实验室结果发现,塌落度、扩展度、抗压强度和抗折强度相对误差均低于2％,表明预处理黄麻纤维改性膏体充填材料工艺具有重要理论价值和指导意义.

来源：2024年第10期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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