随着矿山的不断开采,排放出大量的尾矿,这不仅占用了大量的土地,而且污染了环境,同时矿山形成采空区,如果不及时充填采空区,可能造成采空区塌陷,给采矿和地面建筑物带来安全隐患,高浓尾矿胶结充填材料的研发为解决上述问题提供了一种途径。本文采用全尾砂为集料,首先研究了含水泥尾矿胶结充填材料的配合比及性能,灰砂比为1:1 0、固体浓度为7 8%,采用正交试验进行了极差和方差分析,研究了石膏总质量分数、半水石膏与二水石膏的比例、生石灰的掺量对全尾砂胶结充填材料的流动性能、沉缩率和力学性能的影响,得出了最佳的试验配合比;然后,研究了无水泥尾矿胶结充填材料的配合比及性能,采用单因素试验研究灰砂比、固体浓度、粉煤灰掺量对全尾砂胶结充填材料流动性能、沉缩率和力学性能的影响;在此基础上,研究了二水石膏、半水石膏、石灰对全尾砂胶结充填材料沉缩率和力学性能的影响,得出了最佳的配合比。主要结论如下:(1)影响含水泥全尾砂胶结充填材料1h坍落度损失的主要因素为石灰掺量和半水石膏与二水石膏的比例;影响充填体沉缩率的主要因素为半水石膏与二水石膏的比例,其次是石膏总掺量;影响3d、7d和2 8d的抗压强度主要因素为半水石膏与二水石膏的比例,随着充填体龄期的增长,影响作用逐渐减弱。(2)含水泥全尾砂胶结充填材料胶凝材料的最佳配比为矿渣6 0%,水泥1 5%,半水石膏1 0%,二水石膏1 0%,石灰5%。料浆1 h后坍落度仍可满足泵送要求,充填体3 d抗压强度为0.99 MPa,2 8d抗压强度为4.6 8MPa,充填体沉缩率为3.5%,满足强度和充填接顶的要求。(3)无水泥全尾砂胶结充填材料中,随着固体浓度的增加,充填体的沉缩率逐渐减小,最佳充填的固体浓度为7 8%;粉煤灰的增加有利于料浆坍落度的增大,粉煤灰掺量的减少使充填体沉缩率降低;灰砂比的增加有助于料浆流动性的提高。(4)在无水泥全尾砂胶结充填材料中,二水脱硫石膏掺量的增加有助于充填体沉缩率的降低和充填体早期强度的增长;磷石膏掺量的增加有助于后期强度的提高而降低了早期强度;半水石膏掺量的增加有助于充填体沉缩率的降低,合适的掺量利于充填体早期强度的提高;少量石灰有利于充填体早后期强度的提高。