本文提出的利用黄河泥沙制备煤矿充填材料,主要是为了解决黄河库区泥沙淤积和现有煤矿充填材料原材料来源不足问题,而研发的一种新型煤矿充填材料。黄河泥沙煤矿充填材料由普通硅酸盐水泥、粉煤灰、黄河泥沙、水和外加剂组成,为满足泵送要求需要料浆具有良好的流动性及和易性,为满足煤矿充填开采作业的连续性需要充填材料的凝结时间和抗压强度符合设计要求,因此黄河泥沙煤矿充填材料需要满足以下指标:坍落度为260~280 mm,不泌水,初凝时间为2~4 h,终凝时间为6~8 h,抗压强度不低于6 MPa。室内试验的主要内容分为两部分,第一部分是在未添加外加剂情况下,通过原材料最佳掺量的优选试验和正交试验两种试验方法设计试验配合比并成型试块,测试拌合物的坍落度、泌水率、凝结时间和基本力学性能,分析原材料掺量对黄河泥沙煤矿充填材料拌合物的和易性和基本力学性能的影响规律,确定黄河泥沙煤矿充填材料的最佳配合比,作为基础试验组;第二部分是在添加外加剂情况下,通过单因素试验设计方法确定减水剂、促凝剂和激发剂三种外加剂的最佳掺量,再将三种外加剂掺量作为变量,利用正交试验设计因素水平正交表L9(33),按照表中配合比成型多组试块,测试坍落度、泌水率、凝结时间和基本力学性能,分析三种外加剂对黄河泥沙煤矿充填材料拌合物的和易性和基本力学性能的影响规律,结合实际情况确定试验最优配合比为水泥掺量400kg/m3、粉煤灰掺量400 kg/m3、黄河泥沙掺量800 kg/m3、水掺量400 kg/m3、减水剂掺量4 kg/m3、促凝剂掺量8 kg/m3、激发剂掺量8 kg/m3。要实现将黄河泥沙煤矿充填材料应用于煤矿采空区的充填,除了需要实验室研究得到配合比外,还需要进行室外模拟试验。以实验室配合比为基础,在室外进行了0.8×0.8×0.8m3立方体大试块成型试验和充填池现场充填试验。试验表明,实验室提供的配合比可以满足工程施工要求,利用黄河泥沙制备煤矿充填材料在技术上是可行的。