水分对突出煤相似材料力学特性及瓦斯解吸性能的影响

为探索水分对突出煤相似材料力学特性及瓦斯解吸性能的影响,选用粒径小于0.18 mm和0.18~0.25 mm、二者质量比为1∶1的煤粉作为骨料,水泥为黏结剂,水为溶解剂,在不同条件(成型压力、含水率)下压制突出煤相似材料。利用岩石三轴试验机、瓦斯放散初速度测定仪测定突出煤相似材料的单轴抗压强度及瓦斯放散初速度,获得了不同条件下突出煤相似材料单轴抗压强度和瓦斯放散初速度的变化规律。实验结果表明:当含水率为12%~20%时,配制出的突出煤相似材料单轴抗压强度随含水率的增大呈现先增大后减小的趋势;当含水率达到16%时,其单轴抗压强度达到最大值8.99 MPa;当含水率为20%时,成型压力越大,突出煤相似材料成型后密实度越大、脱模后的试件含水率越低,单轴抗压强度越大;突出煤相似材料的瓦斯放散初速度随含水率的增大而减小。     

煤岩强度原位快速测试技术与应用

为获取煤岩体真实单轴抗压强度,介绍了煤岩体抗压强度井下原位测试方法,并应用此法对枣泉煤矿东、西翼采区进行了煤岩体强度现场实测。结果表明:枣泉煤矿二煤平均单轴抗压强度17 MPa以上。顶板粉砂岩和细砂岩的抗压强度为42～55 MPa;砂质泥岩和泥岩抗压强度24～34MPa;炭质泥岩抗压强度较低,为11～15 MPa。基于井下煤岩体抗压强度实测数据应用于巷道支护设计,更符合井下实际情况,设计的合理性与可靠性显著提高,巷道支护状况得到明显改善。     

高放废物处置缓冲材料——膨润土压实成型性与抗压性研究

采用模具,得到了膨润土立方和扇形压实块体,进而对其压实成型性和抗压性进行研究分析,建立了曲线拟合方程.结果显示,压实干密度、含水率等因素对压实成型性和抗压性影响较大,膨润土结合水与颗粒表面的相互作用起到关键作用.压实块含水率达到14%～15%范围内时出现最低压实压力,并且表现出较好的成型性;含水率在13%～15%之间时其无侧限抗压强度达到最大值,而后迅速下降,而且破坏方式也与舍水率有关;压实块的压实压力随着压实干密度增加而呈现指数增加;压实干密度相近情况下.扇形压实块体的无侧限抗压强度稍大.     

极近距离煤层下分层开采矿压显现规律

通过综采工作面支架受力、巷道围岩变形、钻孔应力、锚杆工作阻力及顺槽单体液压支柱受力5方面综合观测,对鲁西煤矿3下煤层覆岩运动规律进行了研究。研究结果表明:直接顶下分层初次垮落步距平均15.6 m,直接顶上分层初次跨落步距26.1 m,老顶初次来压步距31.8 m和老顶周期来压步距在10～13 m之间;ZY4800/18/38型掩护式液压支架工作阻力的平均值是27.2 MPa是支架额定工作阻力的86.4%,对工作面顶底板支护的适应性较好;通过分析轨道顺槽和胶带顺槽支承压力分布特征,得出轨道顺槽的超前支承压力影响范围为24.6 m,胶带顺槽的超前支承压力影响范围为31.135 m。     

侏罗系冻结砂岩单轴抗压强度与孔隙度的关联性分析

为研究冻结条件下岩石的孔隙度与单轴抗压强度之间的关系,对人工冻结条件下的侏罗系饱和含水砂岩进行了核磁共振测试和单轴压缩试验;分析了不同温度条件下,温度与单轴抗压强度和孔隙度之间的关系,并将孔隙度和单轴抗压强度进行了关联分析。研究结果表明:砂岩单轴抗压强度和温度满足二次曲线变化关系;-5～-15℃等温度区间,单轴抗压强度增长值从4.54 MPa降至0.54 MPa,单轴抗压强度增长率从14.22%降至1.33%;饱和冻结砂岩孔隙度随着温度的下降,其孔隙度亦减小,且孔隙度和温度的关系符合幂指函数变化规律;冻结砂岩孔隙度和其单轴抗压强度满足幂指函数关系。     

注浆压力对顺层抽采钻孔封孔质量影响研究

为研究不同注浆压力下各顺层钻孔的封孔质量,以轩岗煤电有限责任公司刘家梁煤矿2214工作面为试验对象,根据矿井煤层实际赋存情况,采用COMSOL数值模拟软件,模拟不同注浆压力下浆液在煤层中的扩散范围,数值模拟结果表明,在1～4 MPa注浆压力范围内,浆液在煤层中的扩散半径与其注浆压力的大小成正相关关系,而浆液扩散半径的增加幅度随注浆压力的增加呈现逐渐减小的变化趋势。同时在钻孔始封深度、封孔长度等封孔参数一定的情况下,按照1、2、3和4 MPa四个等级进行现场顺层钻孔封孔试验,并利用漏气率对各抽采钻孔的封孔质量进行评价和对比,现场试验表明,采用1 MPa和2 MPa注浆压力的顺层钻孔分别有4个和2个钻孔出现漏气,其平均漏气率分别为32.76%和28.65%,而采用3 MPa和4 MPa注浆压力的钻孔均未出现漏气现象。综合数值模拟及现场试验结果表明,该工作面顺层钻孔封孔时其注浆压力应不小于3 MPa。     

料浆含水率对永磁铁氧体性能的影响研究

为探讨料浆含水率对永磁铁氧体性能的影响,详细分析了料浆含水率对永磁铁氧体生坯密度、产品抗压强度和成品合格率的影响。结果表明,料浆含水率为36%时,其所生产铁氧体的生坯密度、成品合格率和抗压强度均最佳。     

冻融循环条件下人工冻结砂土力学特性试验研究

通过两淮地区人工冻结砂土在不同含水率和冻结温度(-5℃、-10℃、-15℃等3水平)下进行冻融循环单轴无侧限抗压强度试验。结果表明：在冻结温度较高(-5℃)的条件下,不同含水率的冻结砂土随着冻融循环次数的增加,无侧限抗压强度先减小后增大。当冻结温度较高(-10℃)时,随着冻融作用次数的增加,瞬时强度先增加后减小,但变化幅度很小。当冻结温度为-15℃时,冻融作用对人工冻土的单轴抗压强度影响不显著。在试验温度范围内,冻融作用使其强度变化范围为0.16～1.32MPa。试验结果对深部矿井冻结法设计和施工提供科学指导。     

尾矿矿渣制备地质聚合物材料工艺条件的研究

以矿渣和尾矿为主要原料,氢氧化钠为激发剂,工业液体硅酸钠作结构模板剂,制备了无机矿物聚合物材料,分别对不同制备条件的地质聚合物的7 d抗压强度进行测试。结果表明,尾矿质量为矿渣质量的80%时所得到的产品的抗压强度最大,为45.10 MPa。Na2SiO3与NaOH的质量比为50%∶50%时所得到的产品的抗压强度最大,为63.79 MPa。固液比为0.35时所得到的产品的抗压强度最大,达38.35 MPa。养护期为14 d时所得到的产品的抗压强度最大,达71.25 MPa。加入钢渣量为固体总量20%时抗压强度最大,为61.86 MPa。     

掺和料对磷石膏复合胶凝材料性能影响研究

研究主要掺和料矿粉及水泥单掺和复掺对磷石膏复合胶凝材料力学性能及耐水性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)、压汞法(MIP)探究影响机理。结果表明,水泥掺量为0~20%、矿粉掺量为0~40%时,水泥和矿粉的单掺对磷石膏抗压强度有负面影响,但可有效提升软化系数。水泥及矿粉复掺时,可显著提高磷石膏软化系数,使软化系数达到0.65以上;当水泥掺量为5.58%,矿粉掺量为20.00%时,磷石膏复合胶凝材料抗压强度达到最大值16.50 MPa;水胶比由0.6降低至0.3,可制备抗压强度为32.50 MPa,软化系数为0.87的高强耐水磷石膏复合胶凝材料。由SEM结果可知,水泥及矿粉的水化产物包覆在石膏晶体表面,可显著提升其耐水性;由MIP结果可知,矿粉与水泥复掺可增加小孔(3~50 nm)比例及孔弯曲度,大幅降低平均孔径,改善孔径分布,增加基体致密度,进而提升抗压强度。     

攀枝花微细粒级钛精矿冷固结成型实验研究

以PVA (聚乙烯醇)作为黏结剂,微细粒级钛精矿作为原料,考察了不同黏结剂用量、成型压力和水分含量对微细粒级钛精矿冷固结压力成型生球团机械性能的影响.结果表明:随着黏结剂用量增多,生球团的落下强度和抗压强度越好;成型压力在9MPa时,生球团的抗压强度最优,成型压力在7MPa时,生球团的落下强度最优;水分含量为6％时,生球团的抗压强度和落下强度均达到最优值.综合考虑造球成本,得出微细粒级钛精矿成型工艺最优参数为黏结剂用量0.25％、成型压力7MPa、水分含量6％,所制备的微细粒级钛精矿生球团的抗压强度可达66.88N/球,生球落下强度可达32.8次/球.     

某铁矿胶固粉与水泥胶结充填体强度对比试验

针对某铁矿的充填胶凝材料选择和配比参数设计,开展了全尾砂胶固粉胶结充填体与水泥胶结充填体的强度对比试验。先考察全尾砂的基本物理力学特性,并在此基础上采用全面试验法设计试验,测试了不同灰砂比、不同质量浓度全尾砂充填体试块单轴抗压强度。结果显示：该铁矿山全尾砂的加权平均粒径为d_av=0.21 mm,大于0.074 mm的尾砂占53.82%,全尾砂较粗;灰砂比1∶10、浓度70%、28 d养护龄期的水泥胶结试块抗压强度为1.13 MPa,相同条件下胶固粉胶结试块抗压强度是水泥胶结试块的2.33倍即2.63 MPa;胶固粉胶结试块强度平均是水泥胶结试块的2.93倍即2.79 MPa。水泥胶结试块不仅强度相对较低,而且增大灰砂比,其强度增长率小于胶固粉胶结试块;降低灰砂比,水泥胶结试块强度不稳定。以上结果表明胶固粉的胶结强度高,成本也低于水泥,是较优的胶凝材料。     

生石灰/焙烧改性电解锰渣对水泥混凝土性能的影响

改性处理是提高电解锰渣（Electrolytic manganese residue，简称EMR）胶凝活性的有效方法。采用添加改性剂（生石灰）和焙烧两种方法对电解锰渣进行改性预处理，研究了添加不同电解锰渣掺合量和不同焙烧温度下电解锰渣对混凝土力学性能的影响规律。研究结果表明:掺合量为3%～10%的改性电解锰渣和300～500 ℃焙烧电解锰渣制备的混凝土在龄期28 d时分别获得40.1～43.5 MPa和36.6～42.7 MPa的抗压强度；当改性电解锰渣掺合量为10%时，掺合生石灰改性和450 ℃焙烧条件下电解锰渣的混凝土抗压强度较未掺合电解锰渣混凝土试块抗压强度分别提高了2 MPa和5 MPa；经生石灰改性和450 ℃条件下焙烧1 h，电解锰渣中CaSO₄·0.5H₂O全部转化为CaSO₄·2H₂O和硬石膏；掺合生石灰改性和450 ℃焙烧条件下电解锰渣制备的混凝土生成了更多的C-S-H凝胶和AFt，混凝土力学性能增强。表明CaSO₄·2H₂O和硬石膏能够促进水化作用，可提高混凝土早期的抗压强度和抗折强度。      

萤石精矿压团试验研究

考察了水分含量、压力大小、黏结剂种类和温度对某品位70.67％的低品位细粒萤石矿粉压团成型抗压强度和落下次数的影响,通过单因素试验,并设计了四因素三水平正交试验.试验结果极差分析表明:萤石团块获得较高强度指标的工艺条件为A2 B3 C1 D2,即水分含量为11％、团压压力为15 MPa、黏结剂含量7％、干燥温度取100℃,干燥时间2.5h.最终萤石团块的抗压强度为5.91 MPa,2 m高度落下强度为9.1次,可用于冶炼助熔剂,达到综合利用低品位细粒萤石精矿粉资源的目的.     

含碳球团冷固结成型试验

采用正交试验方法研究了以糖浆作为粘结剂, 钒钛磁铁矿和煤粉为原料, 在不同的粘结剂配比、成型压力和水分加入量下含碳球团的冷固结成型性能。结果表明: 制得球团在300 ℃下烘干30 min后, 抗压强度随粘结剂加入量的增加先增加后减少; 随成型压力的增加一直增加, 但增加幅度越来越小; 水分加入量在3%以下时, 对球团的抗压强度影响不大, 继续增加水分加入量, 球团的强度急剧下降。试验获得最佳工艺参数为, 粘结剂加入量6%, 成型压力18 MPa, 水分加入量2%。在该工艺条件下球团的平均抗压强度可以达到2 723 N。     

利用矿山固体废物料固结矿区路面的试验研究

白云鄂博西矿铁矿尾矿泥和甩尾碎石是矿山选矿厂排放的主要固体废弃物。利用尾矿泥代替砂、甩尾碎石代替级配碎石，采用碾压混凝土工艺进行矿区路面修筑，是改善矿区运输道路路况，延长汽车使用寿命的根本性措施。试验取得了其最佳含水量和最大比重的指标，28 d抗压强度达到18 MPa以上。工业试验路面选择在矿区主运输坡道上，一共做了4块,路面总长66.5 m，宽9.0 m，面积约600 m2，用料量共计165 t。根据路面混凝土芯样强度试验结果,尾矿泥碾压混凝土平均强度在18 MPa以上。     

半焦粉制气化型煤的试验研究

以府谷半焦粉为原料，原料粒度上限为3mm，-1mm含量占70%，在25MPa的成型压力下进行气化型煤成型的试验研究。探究了不同成型水分下型煤的抗压强度，并以型煤产品的抗压强度、热稳定性和型煤生产的经济效益作为评价指标，探究半焦粉制备气化型煤的粘结剂和添加剂选择及用量。试验结果表明，府谷半焦粉的最佳成型水分为25%，其中掺入2.00%淀粉、6.00%膨润土、4%焦煤粉，或者1.00%CMC、4.00%膨润土、4%焦煤粉制成的型煤具有较高的抗压强度和热稳定性，同时也具有较好的经济效益。