建筑垃圾再生骨料膏体充填采空区技术分析

针对目前存在的建筑垃圾处理和煤矿采空区充填等难题,本文从理论上详细分析了以建筑垃圾再生骨料膏体充填采空区的可行性,并提出了一种基于建筑垃圾再生骨料的膏体充填系统,总结了建筑垃圾再生骨料膏体充填采空区技术在实际应用过程中需要解决的两个问题,对相似条件下建筑垃圾处理和采空区充填有一定的参考价值。     

基于环管试验确定粗骨料膏体充填料浆管道输送参数

以粗骨料膏体充填料浆管道输送为研究背景,基于环管试验测试了不同质量浓度、不同灰砂比、不同充填流量、不同管径条件下的粗骨料膏体管道输送阻力;分析了影响粗骨料膏体充填料浆管道输送阻力的影响因素;最终依据矿山实际生产现状,结合环管试验结果,确定最佳的粗骨料膏体充填参数为:输送能力90m3/h、膏体充填料浆质量浓度80%、灰砂比1∶10~1∶6、输送管径Φ165×12、输送流速1.6m/s。从而为矿山粗骨料膏体充填系统设计及管道输送系统设计提供可靠的数据支撑。     

以建筑垃圾为骨料充填膏体的可行性探究

针对建筑垃圾大量堆积破坏生态环境和煤矿充填材料不足的问题,分析了建筑垃圾的来源、类别和组成,研究了不同类别建筑垃圾再生骨料的表观密度、堆积密度、吸水率及压碎指标,指出了以建筑垃圾再生骨料制备煤矿充填膏体是可行的,并提出了亟待解决的问题。     

建筑垃圾膏体充填材料配比优化试验研究

为优化建筑垃圾膏体充填材料技术参数,以建筑垃圾为骨料,粗粉煤灰基为胶结材料,采用正交试验方法分析料浆质量浓度、灰料比及细骨料所占比例对充填体的塌落度、分层度、泌水率及单轴抗压强度的影响。结果表明:灰料比对膏体塌落度和泌水率有重要影响,膏体质量浓度和灰料比是分层度、充填体抗压强度的主要影响因素;灰料比越大,膏体塌落度越大,泌水率越大;膏体质量浓度越大,分层度越小;细骨料所占比例对膏体塌落度、分层度和泌水率的影响不明显。综合考虑多种因素,最终选择灰料比为1∶2、质量浓度为76%、细骨料所占比例为45%为最佳配比方式。     

建筑垃圾膏体充填材料对地下水水质影响研究

利用静态浸出法对以建筑垃圾再生骨料和粗粉煤灰为主要材料的充填膏体进行浸泡,对浸出液中的pH、氟离子、总硬度、电导率和重金属(锰、铜、锌、铬、镉、铅)含量进行检测,并且根据国家地下水质量标准进行评价。试验结果表明:监测溶液的pH值在10左右,超过地下水V类标准;浸出液的氟离子、总硬度、金属离子含量均低于地下水Ⅱ类标准,不会对地下水构成污染,因此这类充填材料可以用于矿山充填,但回用地下水时需要考虑其酸碱度对地下水的影响。     

建筑垃圾充填膏体强度性能影响因素的试验

为验证建筑垃圾作为充填材料的合理性以及对充填膏体强度性能的影响因素,制备了不同固相比(水泥、粉煤灰、建筑垃圾的比例)和质量分数下的建筑垃圾充填膏体,然后进行了单轴抗压强度测试,并探究不同龄期对建筑垃圾充填膏体应力应变的影响规律。结果显示:建筑垃圾作为充填材料在不同固相比和质量分数下,其抗压强度均可以达到矿井需求;当固相比大于1∶4∶6时,抗压强度开始显著下降,质量分数适宜控制在76%左右;建筑垃圾充填膏体应力应变特性属于塑-弹-塑性类型。     

废弃混凝土粗骨料对充填膏体性能的影响

为解决废弃混凝土长期堆放占用土地资源,破坏周围生态环境的问题,利用废弃混凝土粗骨料替代煤矸石制备充填膏体,分别测定了其初始坍落度与扩展度、流变性能,以及静置2 h后的坍落度与扩展度、泌水率及单轴立方体抗压强度。结果表明：废弃混凝土粗骨料对初始流动性能的影响显著,随着废弃混凝土粗骨料替代率的增加,初始坍落度由25 cm逐渐减小到22 cm,而对充填膏体的静置流动性能影响较小;随着废弃混凝土粗骨料替代率的增加,屈服应力及塑性黏度均呈上升趋势;废弃混凝土粗骨料对充填膏体的泌水有很好的抑制作用,随废弃混凝土粗骨料替代率的增加,泌水率由5.56% 逐渐减小到4.61%;随着废弃混凝土粗骨料替代膏体矸石量的增加,废弃混凝土充填膏体试件的抗压强度先增大后减小,综合分析选取了废弃混凝土粗骨料替代矸石量的合理范围。     

谦比希铜矿膏体充填环管实验研究

膏体充填的管道输送阻力一般需通过环管实验获得。通过现场环管实验,研究了膏体浓度和水泥掺量对磨阻损失的影响。随着膏体体积浓度及流量的增加,摩阻损失均呈递增变化。随水泥掺量的增加,摩阻损失呈现先降低再增大的变化趋势,当掺量为8%时,摩阻最小,掺量为11%时,摩阻较大。在谦比希铜矿膏体充填环管实验数据测试基础上,分析了不同状态下管径150 mm管道中的流态,结果表明,谦比希膏体料浆在管内呈均质流动,流速不超过5.24 m/s时,膏体在管内呈层流流态。     

基于半工业环管试验的某煤矿膏体充填管道输送性能研究

为保障煤矿膏体充填料浆在管道内的顺利输送,通过半工业环管试验探究了-5 mm煤矸石,添加粉煤灰、水泥、水所组成的充填材料在输送过程中的管道阻力.根据充填材料流动性试验,确定用浓度为78％、粉煤灰掺入量为10％(占煤矸石的质量比10％)的膏体料浆进行半工业环管试验,测试了其在不同流量(流速)下的管道输送阻力.试验结果表明...     

基于小型环管试验的膏体管道输送阻力特性研究

为研究膏体管道输送过程中的阻力特性,自主设计研发了一套小型闭路环管试验装置,开展膏体料浆在不同流速、质量浓度和平均粒径等工况条件下的环管试验,并利用灰色关联法分析各因素对管道输送阻力的影响强弱。结果表明,管道输送阻力对膏体质量浓度的变化最为敏感,管道输送阻力随质量浓度增加呈指数增长;膏体流速对管道输送阻力的影响仅次于质量浓度,管道输送阻力随流速增加呈线性增长;膏体平均粒径对管道输送阻力的影响有双重性,随着平均粒径增大,管道输送阻力呈先减小再增大的变化趋势。研究结果可为膏体充填输送系统的合理设计及优化布置提供理论支撑。     

井下膏体充填新材料试验

将炉渣粉、石膏、熟料按不同比例配合,进行膏体试块净浆强度试验,根据净浆强度等级划分炉渣水泥强度,并进行掺合全尾砂的膏体强度试验。结果证实了铅渣开发水泥的可行性。但由于铅渣的胶凝活性较弱,在应用于矿山充填中可采用部分替代普通硅酸盐水泥,可节约充填成本,混合胶凝材料具有较强的胶凝活性,满足矿山充填强度的需要。     

矸石膏体充填材料力学特性试验

以淄博矿业集团岱庄煤矿膏体充填为研究背景,在对煤矸石、粉煤灰等充填材料物化性能研究的基础上,通过均匀试验得出了膏体充填材料最优配比,同时对养护28 d后的膏体材料力学性能进行了系统研究并与所置换的煤的力学性能做了对比分析。研究结果表明膏体充填材料在有围压作用下有较高的残余强度,表现出明显塑性强化特征,同时得出膏体材料的内摩擦角和黏结系数;与充填置换的煤的力学性能对比表明膏体材料塑性变形比煤更显著。     

再生粗骨料混凝土性能的试验分析

对再生粗骨料混凝土性能进行了试验研究,将再生混凝土与正常配制基准混凝土物理力学性能作了对比,其结果可供再生粗骨料混凝土研究者参考。     

粉煤灰全尾砂膏体充填试验研究

电厂工业废料粉煤灰具有潜在胶凝活性。针对当前矿山膏体胶结充填成本高、强度低等现状,提出了以部分粉煤灰替代水泥作为胶凝剂。在对粉煤灰物删性能和化学成份测定分析的基础上,依不同的粉煤灰添加量进行了粉煤灰全尾砂胶结充填强度试验,并对粉煤灰在膏体充填料浆中的胶凝机理进行了探讨。结果表明：在质量分数和水泥用量相同的条件下,添加粉煤灰可以大幅度提高后期强度,并且龄期强度随粉煤灰用量的增加而增大。研究结果为提高胶结充填质量、降低充填成本,进一步综合利用人工火山奠定了一定的基础。     

基于双屈服模型的膏体充填数值模拟

通过基于双屈服模型的数值模拟方法初步研究了不同膏体材料的充填作用机理和效果,从中分析了材料的性质与地表下沉的关系,以及充填体对开采活动中周围岩体应力的改善情况,总结出充填体的应力分布规律,并针对实际充填工程提出了提高材料初凝强度、缩短开采与充填时间间隔等一些建议。     

赤泥-矿渣少熟料体系制备全尾砂胶结充填料试验研究

试验研究了赤泥对矿渣少熟料全尾砂膏体胶结充填料性能的影响。结果表明赤泥能有效激发该体系的活性,解决了矿渣少熟料全尾砂膏体胶结充填料早期强度低的问题,赤泥的优化掺量为24%(占胶凝材料总量),1 d抗压强度约为3.6 MPa是不掺赤泥的抗压强度的6.5倍,3 d与7 d强度分别能达到5.3,7.2 MPa,满足矿山充填的要求。     

膏体充填管道输送阻力损失计算方法

针对云南会泽铅锌矿膏体充填,进行了充填料浆流变特性研究,并对其流变参数与浓度的关系进行了分析,建立了两者间的数学关系式,进而建立了会泽铅锌矿膏体充填料浆管道输送阻力损失计算的经验公式。经生产验证,该公式具有较好的实用性。     

尾砂与戈壁集料胶结充填工艺技术的研究

针对喀拉通克铜镍矿在下向进路胶结充填采矿法充填工艺所存在的问题,开展了尾砂与戈壁集料胶结充填工艺技术的研究。矿山应用证明,该技术具有充填浓度高、充填成本低、充填体不需脱水等显著优点,特别适合于下向进路胶结充填采矿法中应用。