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随着采矿深度由浅层向深层的不断发展,深部开采的高地应力、高地热及其造成的深井热害问题越来越凸显;与此同时在获取大量矿产资源时遗留的采空区不及时回填,造成采空区塌陷引发了一系列地质灾害。如何在矿山充填开采的同时,开发利用丰富的地热资源,以缓解深部开采的矿井热害问题,本研究提出了蓄热充填开采的理念。论文以石蜡作为蓄热材料,以尾砂基-蓄热充填体为研究对象,进行尾砂基-蓄热充填材料的流变实验,以及充填体的力学特性、热学特性实验等,通过实验结果的分析以揭示料浆浓度、蓄热材料添加量、灰砂比等对蓄热充填体热学、力学性能的影响。研究结果表明:(1)充填料浆浓度一定时,不同蓄热材料添加量下,料浆屈服剪切应力与粘度随蓄热材料添加量的增加而增加;蓄热材料添加量一定时,料浆屈服剪切应力与粘度随着料浆浓度的增加而增加。不添加蓄热材料时,流体服从幂律法则,当蓄热材料添加量小于10%时,流体服从宾汉流型,当蓄热材料添加量超过10%时,流体服从Hershel-Bulkley模型。(2)蓄热材料添加量一定时,增大充填料浆浓度,充填体强度随之增大,蓄热材料添加量为5%,随着料浆浓度从68%增加到72%时,充填体抗压强度由0.434MPa增大到2.198MPa,这是由于孔隙率,孔隙度分形维数随料浆浓度的增加逐渐减少导致的。料浆浓度一定时,增大蓄热材料添加量,充填体强度随之减小,料浆浓度为70%,随着蓄热材料添加量从0%增加到10%时,充填体抗压强度由1.419MPa减小到1.089MPa,这是由于孔隙率,孔隙度分形维数随蓄热材料添加量的增加逐渐增加导致的。(3)料浆浓度一定时,充填材料比热容,比焓随蓄热材料添加量的增加而增大;相变温度30℃,料浆浓度70%,蓄热材料添加量从0%增加到10%,CP由1.126J/(g·℃)增加到1.234J/(g·℃);料浆浓度为72%,蓄热材料添加量从0%增加到10%时,熔解热从61.11 J/g增加到75.77J/g。蓄热材料添加量一定时,充填材料比热容,比焓随料浆浓度的增加而增大;相变温度30℃,蓄热材料添加量为5%时,料浆浓度从68%增加到72%,CP由1.151J/(g·℃)增加到1.193J/(g·℃);蓄热材料添加量为10%,料浆浓度从68%增加到72%时,蓄热充填体的熔解热由46.36 J/g增加到75.77J/g。基于本实验研究的结果,通过正交试验得到料浆浓度72%,蓄热材料石蜡添加量为10%,灰砂比1:6,此时,尾砂基蓄热充填体具有良好的热学、力学性能,既能满足矿山充填开采对充填体强度的要求,又具有良好的蓄热性能,为矿产资源与地热的协同开采奠定了良好的理论基础。