2026年矿山充填材料性能测试与优化

2026/09/012026年矿山充填材料性能测试与优化汇报人：宁丽娜内容导览01测试标准体系性能测试方法与标准规范02性能优化路径强度影响因素与配合比优化03材料创新突破固废基胶凝材料与个性化设计04智能绿色转型智能化充填系统与行业趋势测试标准体系01真三轴测试标准填补空白《金属矿山充填体真三轴力学性能测定技术要求》（T/GRM166—2026）于2026年4月发布01国内首个充填体真三轴专项标准传统单轴、常规三轴试验无法还原井下充填体真实三向受力状态，新标准规范了仪器精度、试件制备、多向独立加载与数据解析规则起草单位涵盖山东黄金矿业科技、北京科技大学、东北大学、中南大学、青岛理工大学等产学研主体建立充填料浆独立检测体系标准起草单位中钢集团马鞍山矿山研究总院、华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心、冶金工业规划研究院等起草。来自《金属矿山尾矿充填检测方法》团体标准征求意见稿。差异警示充填料浆与混凝土在原料、应用环境、技术要求、施工工艺上差异显著。不能简单移植混凝土检测方法。编制逻辑以胶凝材料和尾矿浆为原料。围绕料浆性能和充填体力学性能建立统一检测口径。以提升充填质量控制精度为目标。充填料浆不是建材，与混凝土在原料、应用环境、技术要求、施工工艺上差异显著，不能简单移植混凝土检测方法。盐卤水与膏体试验标准落地两项标准共同构成

金属矿＋煤矿

充填材料测试的互补支撑金属矿充填材料技术要求《盐卤矿井水拌制岩金矿山充填材料技术要求》（T/GRM163—2026）原材料管控与料浆性能调控充填体强度指标与全流程取样检测规范同步实现矿井水减排与固废消纳煤矿膏体充填试验方法《煤矿膏体充填材料试验方法》（NBT51070—2017）煤矿膏体充填核心试验标准涵盖表观密度、含水率等物理性能测试流程明确设备计量校准要求性能优化路径02灰砂比是强度首要影响因素灰砂比是调控充填体强度的首要杠杆强度影响因素分述3项高硫尾砂强度影响因素主次排序：灰砂比＞养护龄期＞浓度＞硫含量；硫含量低于

11.72%

时强度随各因素增加呈线性增长卤水拌制养护龄期为首要因素；卤水提高

7d

早期强度，却降低

7～28d

长期强度抗拉强度对灰砂比变化最为敏感；与灰砂比、质量浓度、龄期分别呈线性、指数、对数函数关系，对龄期敏感性最低响应面法锁定低温最优配比针对低温环境（≤20℃）充填体强度不稳定问题，采用响应面法设计试验，并引入ANN-PSO智能模型进行强度预测。响应面法试验响应面法分析固化温度、砂灰比、料浆质量分数的耦合作用解决低温环境≤20℃下充填体强度不稳定问题ANN-PSO智能模型ANN-PSO预测充填体强度，平均相对误差仅

1.95%相关系数达

0.9921.95%平均相对误差0.992相关系数低温最优配比固化温度区间最佳砂灰比最佳料浆质量分数10～15℃971%15～20℃869%毛坪矿废石尾砂协同配比毛坪铅锌矿废石-尾砂协同充填工程中，20%～40%废石掺量是强度与消纳的平衡点协同配比关键参数3项强度保障灰砂比

1∶4

或

1∶5、料浆浓度不低于

75%

时，充填体28d抗压强度稳定超过

4.5MPa掺量平衡掺入

20%～40%

废石可优化骨料级配、有效提升充填体强度，掺量提升至

60%

后强度显著下降流动与分布料浆流动性主要由料浆浓度决定，废石掺量与灰砂比影响相对有限；先铺废石后充填工艺下，强度沿料浆流动方向呈先升后降分布材料创新突破03AKCT固废胶凝材料降本增效AKCT系列28d强度对比AKCT-Ⅱ较水泥

强度提升28.1%AKCT-Ⅲ尾矿砂胶结

强度提升39.3%AKCT-Ⅰ较水泥

成本下降30%🏗️AKCT胶凝材料降本增效固废替代水泥通过专用激发剂激活固废潜在胶凝活性，实现水化固结速度与强度双重提升原位生产配套可移动式一体化生产设备，实现原位生产、即时使用，破解偏远矿区材料运输成本难题AKCT-Ⅰ膏体充填，28d强度

2.76MPa，较水泥成本下降30%AKCT-Ⅱ/Ⅲ矸石充填

4.1MPa、提升28.1%；尾矿砂胶结提升39.3%固废胶凝产业化成果落地两条产业化案例展示固废基胶凝材料的工业应用成效两条产业化案例纵向排列亚泰建材2026年5月完成绿色低碳固废基胶凝材料首次工业化生产，固废掺量占比超

95%

，每吨产品CO₂排放较传统水泥降低

50%西安建大李辉团队建成

34万m³/年

充填材料生产线，两年消纳大宗固废约

150万吨、减排CO₂近

10万吨、节约成本近

2000万元，成果鉴定为

国际领先水平个性化膏体充填精准定制个性化膏体充填：以性能差异化需求与材料精准化定制为核心，结合固废矿物指纹实现多目标定向调控性能差异化需求5项力学性能输送性能固结成型环境安全低碳减排材料定制路径5项原料体系识别材料结构优化胶凝体系构建功能组分引入全过程调控未来重点：配方智能决策系统动态调控智能绿色转型04一键充填刷新精度标杆水口山铅锌矿"一键充填"系统投用，尾砂与胶凝材料配比精准15%尾砂充填量提升浓度与物料均匀性明显优化首钢矿业马城项目料浆浓度控制精度达

±0.5%，灰砂比

±1%515t/h尾砂浓密沉降能力提升至515t/h实时监控深锥耙架压力、管道压力等二十余项参数实现从空区交接到分层充填的数据驱动管控采选充一体化闭环保供阳城煤矿·矸石不升井年消纳矸石40万吨年消纳粉煤灰10万吨置换优质原煤50万吨直接经济效益近2亿元技术突破2项模块化注浆工艺中煤地生态研发"低位高浓度＋高位低浓度"工艺，突破长距离矸石浆体管道输送防堵塞瓶颈，已在曹家滩、上榆泉等大型矿井完成工业化验证首钢马城零排放实现选矿尾砂全部井下充填，废石与部分尾砂加工为建筑砂石料，达成固废零排放海纳美腾"采选充一体化"构建

矸石不升井、固废全资源化利用

闭环应填尽填成为准入底线2026年"十五五"开局，具备充填条件的矿山须应填尽填、能填必填，充填采矿从可选技改路径转变为矿山合法生产、安全运营、绿色评