泡沫混凝土在煤矿采空区充填
泡沫混凝土在煤矿采空区充填
以细粒级选矿尾砂为主要骨料，将泡沫轻质土技术进行改进，首次在矿山实现了高质量浓度、低水灰比条件下的连续充填，较好地解决了长期困扰着采空区充填中水灰比过大导致的各种技术难题，使尾矿泡沫混凝土技术在矿山采空区及露天矿坑回填的得到了广泛应用，对目前的采空区充填具有里程碑意义。泡沫混凝土在我国煤矿上的应用刚刚起步，但表现出良好的势头，在不久的将来，泡沫混凝土在矿井下一定会发挥用武之地。近年来以尾砂为骨料的泡沫混凝土已在矿山充填中开始应用，为矿山采空区充填提供新的有效途径。泡沫混凝土可以发挥作用的方面主要有：
一、作为回填材料使用：1、采空区回填；泡沫混凝土具有输送方便、流动性好、价格便宜、可以混合尾矿矿粉和粉煤灰等，完全可以作为一种新型的充填体在煤矿采空区回填中使用。2、冒顶空洞充填；采用泡沫混凝土充填冒顶空洞可以克服一些传统处理方法的缺点。通过调节发泡倍数以及改变水灰比来调节泡沫混凝土的抗压强度，强度越大，承载能力也越大；而且使处理冒顶空洞的工作实现机械化，施工安全、速度快等，是一项有许多优点的新技术。
二、作为矿山支护：由于泡沫混凝土具有一定的柔性、可压缩性、大强度等优点，可以作为以下几种支护形式：1、作为可缩性支护的垫层；2、制成泡沫混凝土砌块，用于巷道砌筑和立即支护；3、罐性墩柱。三、注浆堵水；泡沫混凝土作为堵水材料，闭孔结构可以有效吸收收缩变形和增加水流路径，达到止水的目的。
20 世纪90 年代，煤炭科学研究总院从国外引进了泡沫混凝土工程填充技术，并成功应用于开滦煤矿特大陷落空区回填。降低水泥用量及成本，是寻找适用于矿山新型充填材料的有效途径。泡沫混凝土输送方便、流动性好、价格便宜，利用不同级配的尾砂或全尾砂和水泥进行配比，可以保持一定的强度，完全可以作为一种新型的充填体在采空区回填中使用。通过调节发泡倍数以及改变水灰比来提高泡沫混凝土抗压强度。这种利用泡沫混凝土充填采空区的方法可使处理采空区的工作实现机械化，施工安全，速度快，能有效充满空区，防止冒顶范围继续扩大，并可防止空区内有害气体积聚，防止发火，是一项有许多优点的新技术。
泡沫混凝土采空区充填具有下列特点：
1) 具有轻质性和良好无侧限抗压强度特性。
2) 在填充后无需振捣碾压，初凝后可固化自立。
3) 所用材料仅相当于原填充工艺的1 /2 和1 /5。
4) 尾矿泡沫混凝土充填过程无需脱水。
5) 可实现尾矿泡沫混凝土充填料的大规模生产及充填料高效制备。
6) 生产加工方便，环保性能好， 在复杂的环境下也能轻易实现泵送，可实现垂直高度200 m 水平距离500m的远距离输送 ；
7）抗压强度高( 0． 5 ～ 22． 2 MPa) ，冲击能量吸收性能好，可大量利用工业废渣，价格低廉等。26
附表1 充填方法技术指标比较
技术指标 充填方法
块石充填 胶结充填 膏体充填 尾砂泡沫混凝土充填
胶凝材料 水泥粉煤灰等 水泥、粉煤灰等 水泥、粉煤灰等
骨料 河砂山砂尾砂 河砂山砂全尾砂 河砂山砂全尾砂
浆体浓度 68 %以下 75 % ～ 85 % 68 %以下
流动性 不好 好 不好似固状整体移动 最好
输送形式 自溜或管路 自流或泵送 高压泵输送 自流或泵送
脱水 大量脱水 少量或不脱水 不脱水
接顶 很不好 不好 较好 好
自立性 不好 较好 较好 好
尾砂利用率 低 高 最高
一次性投资 小 大 最大 低
运营费用 高 较低 高 低
