煤礦巷道煤泥水（底泥）快速硬化固化材料的核心作用基于其與煤泥成分的化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，涉及硅酸鹽、鋁酸鹽的復(fù)雜水化路徑與離子交換機(jī)制。

1.1 化學(xué)固化機(jī)理

煤礦巷道煤泥水（底泥）快速硬化固化材料的核心作用是通過材料中的活性成分與煤泥中的礦物組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的膠凝結(jié)構(gòu)。

水化反應(yīng)：材料中的硅酸鹽、鋁酸鹽等成分與煤泥中的自由水結(jié)合，

生成水化硅酸鈣（C-S-H）凝膠和鈣礬石（AFt）晶體。這些產(chǎn)物通過化學(xué)鍵連接煤泥顆粒，形成三維網(wǎng)絡(luò)骨架，顯著提升整體強(qiáng)度。

離子交換：材料釋放的鈣離子（Ca2?）與煤泥中黏土礦物（如高嶺石、

蒙脫石）表面的鈉離子（Na?）或氫離子（H?）發(fā)生置換反應(yīng)，中和黏土表面負(fù)電荷，抑 制泥漿的分散性，促進(jìn)顆粒聚沉。

1.2 物理密實(shí)機(jī)理

材料中的微米級(jí)顆粒通過物理填充和機(jī)械咬合作用，優(yōu)化煤泥的孔隙結(jié)構(gòu)：

孔隙填充：粒徑≤50μm的顆粒填充煤泥孔隙，將初始孔隙率從35%-45%降至≤10%。

密實(shí)度增強(qiáng)：通過人工或機(jī)械壓實(shí)，進(jìn)一步降低孔隙率至5%-8%，形成致密硬化層。

環(huán)境效益分析

減少環(huán)境污染

抑 制揚(yáng)塵：固化層覆蓋煤泥表面，減少粉塵擴(kuò)散，改善井下空氣質(zhì)量。

阻斷污染物遷移：抗?jié)B結(jié)構(gòu)防止重金屬（鉛、砷）和硫化物滲透地下水。

提高作業(yè)效率：巷道內(nèi)煤泥水短時(shí)間進(jìn)行固化硬化，改善通勤環(huán)境提升作業(yè)效率。

 固廢資源化利用

煤矸石消納：可有效年處理煤矸石，減少填埋或者堆場(chǎng)用地。

粉煤灰利用：替代30%-50%傳統(tǒng)膠凝材料，降低對(duì)天然資源依賴。

水資源保護(hù)

減少污水排放：固化體截留煤泥水分，降低礦井水處理負(fù)荷。