煤炭工程

作者：夏军武,王玉婧,陈国华,宋康佳

单位：1. 中国矿业大学 深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室，江苏 徐州 2211162. 乌审旗蒙大矿业有限责任公司，内蒙古 鄂尔多斯 017307

关键词：充填材料,硫酸钠溶液,煤矸石,SO42-离子,抗压强度,

针对高盐矿井水中离子种类复杂难以定量分析，但其中SO42-离子含量最高、对材料侵蚀影响最显著的问题，研究了SO42-浓度对煤矸石基充填材料力学性能的影响规律。以煤矸石和模拟矿井水的硫酸钠溶液为主要原料，添加固化剂制备充填材料。在不同养护龄期下，对不同SO42-含量（0、10000、20000、30000mg/L）的充填材料进行抗压强度测试和SEM微观扫描。强度测试表明，在1~7d时，适量SO42-能显著提升材料强度，过量则会导致强度下降；在14~28d时,30000mg/L的SO42-含量组则表现出更好的强度增强效果。SEM微观形貌显示，在28d龄期时，随着SO42-浓度的增加，钙矾石晶体与C-S-H凝胶形成更致密交织网状结构且孔隙减少，与宏观强度演化规律吻合。与自来水制备的充填材料相比，硫酸钠溶液制备的充填材料抗压强度优势明显，验证了双废制备新型充填材料的可行性。

来源：2025年第12期

《煤炭工程》期刊编辑部

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