随着我国采矿技术的发展和国家对矿山生态环境的进一步重视,充填采矿法在我国矿山实际生产中的应用逐步推广。然而,由于我国矿山的矿床赋存条件、围岩性质、选矿方法、运营成本、技术水平、生产规模等有着很大的差异性,各个矿山的充填采矿法的具体方案各不相同。充填料浆的配比方案将直接影响充填料浆的输送性能、充填料浆硬化后的力学性能和矿山的生产成本等。充填料浆硬化过程中,充填料浆中的水分、孔隙分布和强度随龄期发生变化。充填料浆硬化后称之为充填体。充填体的宏观力学性质,如抗压强度与孔隙结构分布和含水率有着密切的联系。此外,充填体中的水分和孔隙演变与充填体的干燥收缩有着密切的关系。因此,研究充填料浆的硬化过程中的水化和孔隙分布变化对于分析充填料浆的硬化机理、充填体宏观力学性能有着重要的意义。本文开展了充填料浆的室内正交配比试验和核磁共振试验,运用多指标综合评价法对正交试验结果进行分析,从而得到充填料浆的最优方案；采用低场核磁共振技术动态监测充填料浆中的水分和孔隙结构演变；探讨细观孔隙与宏观力学特性的关系。本文主要研究内容包括如下几个方面：(1)在分析前人对于充填配比方案优化的研究的基础上,开展充填料浆正交配比试验,对正交试验结果进行多指标综合评价,得到充填料浆的最优方案。此方法克服了正交试验分析中单指标分析结果的矛盾性,能够满足矿山实际生产需要。(2)对新搅拌的充填料浆进行的连续的核磁共振CPMG试验,研究新拌充填料浆早期水化过程中水分分布与演变规律。试验结果表明,新拌充填料浆早期水化过程中存在3中不同束缚状态的物理结合水,即固体颗粒表面的吸附水、颗粒之间的孔隙水和充填料浆表面的自由水。充填料浆的T2谱分布表明,吸附水所占比重最大,其值在99%以上。T2谱峰面积的变化能够反映各种不同状态的水分的量的变化和转换关系,为研究新拌充填料浆的泌水性、水化进程、和评定料浆的和易性提供依据。(3)采用低场核磁共振CPMG试验对充填料浆硬化过程(0-7d)进行连续观测,得到充填料浆T2谱分布随龄期的演变规律。试验结果表明,当室温为26℃时,充填料浆中物理结合水和孔隙尺寸呈现指数衰减模式,并在50h后趋于稳定。低场核磁共振技术能够检测到充填料浆硬化过程中物理结合水和孔隙尺寸的动态变化,反映充填料浆的硬化进程。(4)运用低场核磁共振技术研究不同质量浓度、灰砂比、减水剂掺量、粉煤灰掺量、砂掺量和水玻璃掺量的充填料浆孔隙分布的差异性。试验结果表明,添加减水剂将推迟充填料浆的硬化,对于后期孔隙的加权平均孔径没有影响,但是掺减水剂的充填料浆中的孔隙尺寸更集中,小尺寸孔隙相对较少。质量浓度和灰砂比越高的充填料浆,硬化后其孔隙加权平均孔径越小。添加粉煤灰和砂后,充填料浆中孔隙的加权平均孔径均增大。掺水玻璃后,则充填料浆硬化速度加快,其孔隙的加权平均孔径将减小,但7d以后,水玻璃对于充填料浆的加权平均孔径没有很大的影响。(5)在不同的龄期,采用万能试验机和核磁共振仪对充填体和水泥净浆分别测试,得到充填体和水泥净浆的单轴抗压强度和孔隙度。运用数学拟合获取了充填体和水泥净浆的单轴抗压强度、孔隙度与龄期的关系,以及水泥净浆的单轴抗压强度和孔隙度的关系。图70幅,表13个,参考文