超高水材料袋式充填开采研究

为了解放建筑物下压煤问题,采用新型的超高水材料作为采空区充填物,水体积和水灰比分别可达97%和11∶1.结合超高水材料的基本性能,提出进行采空区袋式充填开采.该技术将超高水材料混合浆液充入预先在采空区架设好的充填袋内,凝固后的充填体控制上覆岩层活动,以达到有效减缓地面沉降的目的.该技术在陶一煤矿充填试验面的成功运用说明:在井下潮湿、低温、封闭的环境中,超高水材料是一种性能良好的采空区充填材料;超高水材料袋式充填开采技术是解放建筑物下压煤的一种先进的煤矿绿色开采方法,具有充填工艺简单,初期投资低,机械化程度高,实际应用与操作方便,对煤矿地质条件及采煤工艺适应性强等显著优点.     

超高水材料阻隔式充填开采技术

超高水材料是一种水体积可达95%～97%,水灰比接近11∶1的采空区充填材料。结合超高水材料的基本性能,针对近水平煤层充填开采的难点,提出了阻隔式充填方法,通过对地表移动变形的观测表明,充填对控制地表下沉产生了决定性作用。该充填方式成功实施说明:超高水材料是性能良好的采空区充填材料;超高水材料阻隔式填开采技术是一种适合于近水平煤层的充填方法。     

近水平浅埋煤层超高水材料充填工艺与方法

超高水材料是一种新发明的采空区充填材料,水体积可达97%,水灰比可接近11∶1。针对近水平浅埋煤层超高水材料充填的难点,本文通过对超高水材料基本性能的研究,提出了阻隔式充填方法。该方法在采空区后方架设隔离墙抬高充填液面,使浆体迅速接顶,凝固后的固结体可控制顶板及上覆岩层活动,从而达到有效减缓地面沉降的目的。这是超高水材料充填开采技术在近水平浅埋煤层的首次应用,在田庄煤矿取得成功说明:超高水材料是性能良好的采空区充填材料;超高水材料充填开采技术是解放建筑物下压煤的一种先进的方法,是符合绿色开采方向的成果。     

超高水材料分段阻隔式充填开采研究

超高水材料是一种新发明的采空区充填材料,水体积可达97%,水灰比可达11∶ 1.针对我国建筑物下压煤充填开采技术在实际应用中存在的不足,通过对超高水材料基本性能的研究,提出了分段阻隔式充填开采,通过构筑简易挡板或专用充填液压支架隔离采空区,有利于抬高充填液面,使浆体迅速接顶,增强了该方法对煤矿地质条件的适应性;凝固后的固结体可控制顶板及上覆岩层活动,从而达到有效减缓地面沉降的目的.超高水材料阻隔式充填开采技术在田庄煤矿进行首次应用并取得成功,其实践说明:超高水材料是性能良好的采空区充填材料;超高水材料阻隔式填开采技术是解放建筑物下压煤的一种先进方法,符合绿色开采方向.     

超高水材料采空区充填工艺与方法研究

为解放建筑物下压煤,结合超高水材料的基本性能,研究出超高水材料采空区充填开采技术。该技术包括开放式、袋式、混合式和分段阻隔式4种充填方式,对各种充填方式的充填过程、优缺点及适用条件进行了分析。结果表明：在井下潮湿、低温、封闭的环境中,超高水材料是一种理想的采空区充填材料;该材料及相应的充填开采方法是未来采空区充填开采技术的发展方向之一。     

超高水材料采空区充填方法研究

为解放建筑物下压煤,结合超高水材料的基本性能,研究出超高水材料采空区充填开采技术。该技术包括开放式、袋式、混合式和分段阻隔式4种充填方式,对各种充填方式的充填过程、优缺点及适用条件进行了分析。结果表明:在井下潮湿、低温、封闭的环境中,超高水材料是一种理想的采空区充填材料;该材料及相应的充填开采方法是未来采空区充填开采技术的发展方向之一。     

超高水材料开放式充填开采研究

针对我国建筑物下压煤充填开采技术在实际应用中存在的不足,本文通过对超高水材料基本性能的研究,提出进行采空区开放式充填开采,这可使具有高流动性的超高水材料浆液在岩层活动期内自行流入煤层开采后所形成的"采空"空间并在可控时间内胶结、凝聚,凝固后的充填体与垮矸以及围岩形成一完整的结构体来控制上覆岩层活动,从而达到有效减缓地面沉降的目的.研究结果表明:超高水材料是性能良好的采空区充填材料;超高水材料开放式充填开采技术是解放建筑物下压煤的一种先进的方法,是符合绿色开采方向的成果.     

煤矿超高水材料充填开采技术及其展望

基于超高水充填材料的性质,进行了超高水材料充填开采技术研究。该技术包含开放式、全包式、混合式等采空区充填方法,其充填工艺系统由材料储运、浆液制备、浆液输送和混合等4部分组成,并在多个矿井进行了应用。结果表明：超高水材料具有含水量高（水体积分数95%～97%）、凝固速度快（初凝8～90min）、早期强度高、固结体不可压缩、承载性能好、材料强度和凝固时间可调控等优良性能,是一种良好的采空区充填材料。该充填工艺系统初期投资低、操作简单、自动化程度高、管路磨损小。充填开采后,采空区充填率均在85%以上,采场矿压显现程度明显降低,地表建筑物破坏等级控制在国家规定的C级破坏范围内。     

超高水材料在煤矿的系列应用技术

基于超高水材料速凝早强、强度可调、再胶结等基本特性,针对煤炭开采过程中遇到的实际问题,制定了超高水材料制浆输送工艺流程,发明了超高水材料充填液压支架,并将超高水材料应用于充填采煤、沿空留巷、采空区地面注浆加固、采空区防灭火技术、"两步法"注浆改造奥灰含水层等领域。结果表明:在对采空区实施充填开采后,采空区上覆岩层活动较为平稳,没有出现明显的周期来压现象,其充填效果较好;将超高水材料用于采空区灭火,不仅起到隔绝空气的作用,同时也阻止了有害气体的挥发,降低了空气中有毒有害物质浓度,减少了材料用量,降低了充填成本。超高水材料作为一种新型矿山充填材料在煤矿多个领域中的应用技术已基本成熟。     

陶一矿超高水材料采空区充填减沉效果分析

超高水材料是一种新发明的采空区充填材料,水体积和水灰比分别可达97%和11:1.为解放建筑物下压煤,在陶一煤矿12701上工作面实施了超高水材料采空区充填开采试验.根据试验面各子充填面的实际充填情况,运用等效采高概率积分法预计了试验面在不同充填率时地面的移动和变形情况,然后运用UDEC4.0数值软件对上覆岩层移动情况进...     

薄煤层超高水材料充填开采相似模拟试验研究

以山东某矿煤岩赋存条件为原型,取线性比Cl=1/150、时间比Ct=1/150、强度比CR=143×10 -3进行了薄煤层（厚度1.2 m）超高水材料充填开采相似模拟试验研究。设计了试验参数及超高水材料在模型采空区的充填方法,揭示了薄煤层超水材料充填开采采场覆岩及地表活动规律,并与类似条件下的垮落法开采进行了对比。结果表明：与垮落法开采相比,超高水材料充填开采时工作面超前支承压力的影响范围缩小且峰值明显降低,工作面后方上覆岩层稳定时间缩短,没有出现垮落带与明显断裂带;该技术能将地表移动和变形控制在规定要求的范围内,提高充填率有助于降低覆岩活动与地表变形程度。     

超高水材料充填空巷研究与工业性试验

长期以来,工作面过空巷是煤矿开采中难以解决的问题.传统的空巷支护方式不能有效地对顶板和煤壁提供足够的阻力或阻止围岩破坏范围的扩大.本文在分析工作面空巷围岩活动规律和超高水材料性能的基础上,论证了超高水材料充填空巷的可行性,并确定了充填体的力学参数和充填工艺.现场试验证明,采用超高水材料充填空巷是一种安全、经济、高效的方法,较传统空巷支护方法具有较大的优势.     

超高水材料单浆流变特性研究

对不同时间、水体积分数及温度条件下的超高水材料单浆的流变特性进行了测定,分析了时间、水体积分数和温度3种因素对浆液流变参数的影响。结果表明：超高水材料A、B单浆均属于参数时变性幂律流体,表现出剪切稀化特性;在实验涉及条件区间内,时间、水体积分数及温度会对材料单浆流变参数大小产生影响,但不会导致浆液流变模型的根本改变;浆液稠度系数和流变指数随单一因素变化关系可用3次多项式拟合。在此基础上,建立了流变参数在时间、水体积分数和温度3个因素综合影响下的变化关系式,可计算得到条件范围内任意状态浆液的稠度系数和流变指数。研究结果可以为管路设计、注浆施工等工作提供理论支持和指导。     

基于FLUENT的矿用静态混合器内流场模拟

为解决煤矿新型超高水填充浆料的井下400 m混合问题,采用固液两相流理论与计算流体力学(CFD)方法,建立填充浆料在混合器中的流动控制方程;采用三维软件(UG)建立模型,并导入GAMBIT进行混合器的三维网格划分,在FLUENT中的3D单精度解算器中进行数值模拟。通过分析静态混合器中各截面的流动状态,获得静态混合器在既定条件下的最佳长度和浆料的出口速度。     

陶一矿超高水材料充填开采试验研究

 针对邯郸矿业集团各矿“三下”压煤量大、煤炭资源采出率低的现状,在陶一矿进行了超高水材料充填开采技术研究与试验。在该技术中,选用超高水材料构筑采空区充填体,发明了与该材料性能配套的充填方法,并研制了大流量制浆充填工艺系统。结果表明：应用该技术可以有效地控制采空区上覆岩层的活动和地表的沉陷,解放“三下”压煤,延长矿井服务年限,产生极大的经济和社会效益。     

城郊煤矿超高水材料充填系统设计研究与应用

 为了解放老城区建下压煤,城郊煤矿引进超高水材料充填开采技术,在C2401工作面实施充填开采试验。根据井下实际条件,设计出合理的充填系统,系统生产能力可达280m3/h。经过多次充填实验,结果表明：充填系统操作简便,生产能力大,上料、制浆、输送系统间配合正常,能够实现浆液的连续生产、输送;超高水材料浆液流动性好,适合长距离管路输送,且充后管路易处理;超高水材料充填开采技术是一种新型先进的充填技术,设备初期投资较低,机械化程度高。     

缓凝剂种类对矿井水泥凝结时间的影响

讨论了不同种类的缓凝剂对矿井水泥混凝土凝结时间的影响,不同种类的缓凝剂在温度变化、掺量变化的情况下对矿井水泥凝结时间的具体影响。阐述了缓凝剂的缓凝作用原理。研究结果表明,缓凝剂的掺量越大,矿井水泥的凝结时间就越长;当某些缓凝剂温度降低时,矿井水泥凝结时间就随之延长;反之,矿井水泥凝结时间则越短,即水泥凝结速度越快。     

贵州某磷渣矿物学特征及作水泥掺合料可行性研究

采用ICP-AES、XRD、SEM-EDS、FTIR等方法,对贵州某磷渣矿物学特征进行了研究,并考察了磷渣用作水泥掺合料时水泥的活性、凝结时间和标准稠度用水量。试验结果表明,磷渣掺量越大,水泥凝结时间越长,标准稠度用水量越高,活性指数越低。磷渣掺量为45%时,水泥的初、终凝结时间分别为502 min和572 min,满足GB 175-2007普通硅酸盐水泥凝结时间的要求;磷渣掺量为40%的水泥3 d的抗压、抗折活性指数均大于50%,满足GB/T 26751-2011规定的水泥和混凝土中的粒化电炉磷渣粉要求。     

粉煤灰基地质聚合物凝结时间的影响因素研究

以粉煤灰为原料,系统研究了水玻璃模数及掺量、水胶比、温度、外掺剂等参数对粉煤灰基地质聚合物凝结时间的影响。研究结果表明,随着温度升高,地质聚合物凝结时间显著降低; 在10 ℃条件下,地质聚合物凝结时间随着水玻璃掺量增加而增加,随水玻璃模数增加先增加后减小,水胶比对地质聚合物凝结时间影响较小,掺入Ca(OH)₂会促进地质聚合物的凝结。在粉煤灰掺量100%、水玻璃模数1.2、水玻璃掺量8%、水胶比0.35、养护温度10 ℃条件下,地质聚合物的初凝及终凝时间分别为65 min和114 min,在养护3 d和28 d后,地质聚合物的强度分别为23 MPa和51.7 MPa。     

NaAlO2激发对旋喷用固废基浆料固化性能的影响研究

将高压旋喷注浆技术应用于在役尾矿库库底的防渗加固具有施工简单、成本低的优点。以固废基矿渣钢渣水泥作为旋喷注浆材料胶结细铜尾砂为研究对象，设置不同的水固比和尾砂掺量模拟旋喷注浆工艺参数，通过测定砂浆凝结时间和固结体抗压强度评价固废基胶凝材料替代水泥的可行性，在此基础上，研究不同添加量NaAlO2激发剂对砂浆的促凝效果和促凝机理。研究结果表明固废基矿渣钢渣水泥胶结尾砂抗压性能优异，但凝结时间过长；NaAlO2是有效的凝结时间调节剂，设定水固比为0.3，铜尾砂掺量60%时，NaAlO2最佳使用量为0~1%，初凝时间可降至4~8 h；NaAlO2水解产生的NaOH和Al(OH)3凝胶提高了体系的碱度，促进了AFt和C—S—H的形成和交错生长，从而加速固结体硬化，缩短凝结时间。