煤矿高冒区充填需要一种整体性好、密度较小、强度较高、充填工艺简单、成本低、充填过程中不产生高温的材料。经调研,用于制作建筑物保温层的发泡水泥具有上述特点,可能适用于煤矿高冒区充填。为探讨发泡水泥用作为煤矿高冒区充填材料的可行性,研发了不同配比的发泡水泥材料,并对其物理力学性进行测试,优选出适合于煤矿高冒区充填的发泡水泥材料。(1)确定用于制作发泡水泥材料的水泥浆合理水灰比和发泡剂。按照不同水灰比制作水泥浆,通过对比其流动性和对泡沫的结合能力,确定合理水灰比为0.5。对比结果表明,水灰比为0.5的水泥浆具有较好的流动性,水泥与水能够充分结合,且能够最大程度的与泡沫结合。通过对比不同发泡剂的发泡能力及泡沫性质,优选出植物性水泥发泡剂用于制作发泡充填材料。通过对比等体积不同浓度发泡剂的发泡能力,确定用浓度分别为40%、50%、60%的发泡剂制作发泡水泥充填材料。(2)采用压缩空气制泡法将用不同浓度发泡剂制成的泡沫与水灰比为0.5的水泥浆混合,经搅拌均匀后进行自然养护,并采用RMT-301岩石力学实验系统对不同养护周期的发泡水泥试件进行单轴压缩试验。结果表明:水泥浆中掺入的泡沫越多,制作的发泡水泥强度越小,当水泥浆中掺入的泡沫过多时,发泡水泥会发生塌陷;当发泡剂与水泥质量比为1:100时,水泥浆结合的泡沫最多,且不会发生塌陷;增加水泥用量后,发泡水泥试件的单轴抗压强度明显提高,如水泥用量为15kg时,制成的发泡水泥试件养护28d的单轴抗压强度超过6MPa。(3)研发了具有不同强度的矿用发泡充填材料。水灰比为0.5,发泡剂浓度为40%,发泡剂与水泥的质量比分别为1:100、1:120、1:150,制作的发泡充填材料养护28d的单轴抗压强度分别为1MPa、3MPa、6MPa。研发的发泡充填材料可作为煤矿高冒区充填备选材料。该论文有图41幅,表20个,参考文献67篇。