采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (4): 937-948.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2024.0614

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微生物改性煤基固废充填材料性能及胶结机制研究

李猛1,刘硕2,胡国辉3,张吉雄2,郭仕婕2,霍彬彬2,赵阳2   

  1. 1. 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室,江苏 徐州221116; 
    2. 中国矿业大学矿业工程学院,深部煤炭资源开采教育部重点实验室,江苏 徐州 221116; 
    3. 山东济矿鲁能煤电股份有限公司阳城煤矿,山东 济宁 272000
  • 出版日期:2025-07-15 发布日期:2025-07-15
  • 通讯作者: 李猛,E-mail: limeng1989@cumt.edu.cn ,Tel: 15252039685
  • 作者简介:李猛(1989— ),男,山东省枣庄市人,研究员,主要从事绿色充填开采、矿山固废处置与利用等方面的研究。
  • 基金资助:
     国家自然科学基金重点项目(52130402);国家自然科学基金面上项目(52474112)

Study on properties and cementation mechanism of microbial modified coal-based solid waste backfill materials

  • Online:2025-07-15 Published:2025-07-15

摘要: 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)方法通过微生物改性煤基固废材料,进而提升充填材料承载性能。提出了微生物改性煤基固废充填材料制备方法,采用巴氏芽孢杆菌(Bacillus pasteurii)改性煤基固废充填材料,研究不同材料掺量下微生物胶结充填材料的力学性能与微观结构特征,揭示微生物改性对煤基固废充填材料的胶结作用。研究表明:通过微生物改性后,充填材料抗压强度显著提升,煤矸石+35%粉煤灰+5%水泥+微生物的抗压强度达2 680.8 kPa,相较于微生物改性前提高了279.1%,充填材料扩展度为230 mm,具有良好的流动性能;微观胶结物形态主要有絮状、条状和颗粒聚合3种结构,在协同作用下填充材料孔隙、连接煤基固废颗粒,提升了微生物改性充填材料整体胶结性能。研究成果可为煤矿胶结充填材料选择及性能优化提供有力支撑。

关键词: 煤基固废, 微生物改性, 充填材料, 力学性能, 胶结作用, 微观结构

中图分类号: