粉煤灰的累积堆积量已成为我国最大煤矿固废来源,堆积的粉煤灰在矿区周围对人民的工作环境与生活环境产生了巨大危害。目前,煤矿因底板断裂因采动影响活化、扩展而沟通底板承压水导致突水淹井、人员伤亡等灾害事故仍然频发,严重影响煤矿生产安全。对于底板断裂注浆加固、改造承压含水层为隔水层是保障底板承压水上安全开采的重要措施之一。本文针对工矿企业废弃物利用问题,在充分利用工矿企业固体废弃物基础上,研制出一种基于固废产物的新型底板注浆加固材料;围绕底板裂隙注浆加固等问题,开展固废注浆材料优化配比实验、预制不同裂隙试件模拟注浆实验、数值模拟注浆过程试验等工作,主要研究成果为:(1)通过采用大掺量粉煤灰与黏土,混合添加剂,制备注浆结石体。分别进行优化配比试验、单轴抗压强度试验、渗透特性试验、矿井水环境下稳定性测试与微观分析,获取了材料的最优配比、抗压强度、渗透系数与矿井水环境下稳定性等宏观物化性能;采用SEM微观分析手段,分析了注浆结石体的微观结构性能,考虑煤层底板情况并尽可能使用固废产物,选取粉煤灰掺量为30%、黏土掺量30%,发泡剂掺量为1%时,能够满足低成本高粘结密实充填需求;(2)通过利用预制不同裂隙类岩石试块结合自制裂隙注浆模拟系统,获得注浆过程中在不同注浆压力、不同裂隙宽度和不同裂隙粗糙度条件下的注浆情况,获得在不同条件下的注浆扩散规律,验证了固废注浆材料在试验下的可行性;(3)通过采用comsol软件模拟不同裂隙宽度、不同压力及不同粗糙程度条件下的注浆情况,获得浆液的动力粘度变化规律与浆液的流速变化规律,验证了注浆材料的可行性以及在不同条件下裂隙的渗流规律的一致性。