空心包体应力计和松动圈测试仪在煤矿测量中的联合应用

煤矿的安全开采十分重要,地应力资料和围岩松动圈的范围是煤矿开采的宝贵地质勘探资料,针对谢桥矿区西翼进风大巷,采用空心包体应力计和BA-Ⅱ型松动圈测试仪对巷道进行地应力测量和围岩松动圈测试。结果表明:该处是以水平应力为主导的高地应力场,巷道的松动圈范围为200~210 cm属大松动圈的Ⅳ-Ⅴ类围岩。针对此地应力场特点提出采用三心拱断面和锚、网、索、注的支护形式。     

轻骨料混凝土抗碳化性能及微结构分析

为了探究轻骨料混凝土抗碳化性能及微结构,采用绝对体积法配制全轻骨料混凝土(ALWAC)和次轻骨料混凝土(SLWAC),并与普通混凝土(NC)比对,测试混凝土在各龄期下的碳化深度,通过MIP压汞测试对比研究NC和ALWAC碳化前后微细观孔结构变化。结果表明:轻骨料混凝土特有的内养护效果,轻骨料周围水泥石日趋密实,因而ALWAC和SLWAC较NC抗碳化性能优,且随碳化时间增长碳化速率显著降低;微结构分析表明经历28 d快速碳化试验后,NC和ALWAC孔隙率分别由14.36%、30.33%下降至13.53%、28.70%,定量说明了碳元素入侵造成大量孔隙被填充细化,与水泥水化产物反应生成CaCO₃,孔径减小,密实度增加。最后给出了基于陶粒掺量的轻骨料混凝土碳化深度预测模型。研究成果可为轻骨料混凝土耐久性预测提供参考。     

采空区超细粉煤灰注浆充填材料正交试验及回归分析

注浆法处理煤矿采空区,浆材的选择至关重要。通过正交试验的方法,测试大掺量超细粉煤灰条件下水泥粉煤灰注浆材料的各项物理力学性能,讨论了不同水固比、固相比、水玻璃掺量对浆液凝结时间、析水率、结石率以及不同龄期无侧限抗压强度的影响。结果表明:水固比对浆材各项性能的影响最为显著,固相比其次,水玻璃掺量最小;各配比浆液结石体28 d的抗压强度一般＞1 MPa,且后期强度仍持续增长,90 d强度较28 d强度提高了60%以上。通过曲线拟合的方法,得出抗压强度随配比的回归公式和随龄期的预测公式,为工程注浆施工提供参考依据。     

深井马头门锚注网喷联合支护技术研究与应用

张集矿第二副井马头门属于深井大断面硐室,针对工程所处地质情况和现有的技术手段,提出采用锚注网喷联合支护方式进行支护,联合一次锚网喷支护以及二次双层钢筋混凝土支护,施工完成后,对其进行了为期60 d的围岩收敛测量。结果表明,与单一的支护方式相比,锚注网喷联合支护效果良好,能够有效控制围岩变形,经济合理,技术可行。     

陶粒保温承重混凝土的力学性能与热工性能研究

通过对陶粒保温承重混凝土力学性能与热工性能实验数据进行分析,得出了各因素对其表观密度、导热系数、抗压、抗拉、抗折强度的影响,并确定了主次顺序,同时通过功效系数法,确定了混凝土综合性能最佳配合比。     

松散富水砂卵石层注浆模拟试验及其工程应用

针对古交矿区斜井工程掘进过程中遭遇松散富水砂卵石层,决定采用超细水泥浆液进行超前注浆施工。自主设计了室内注浆模型试验装置,基于正交试验的方法探讨了不同地层含水率、水灰比、注浆压力等因素对扩散半径、注浆量和强度增长率的影响规律。结果表明:超细水泥浆液与砂卵石层胶结良好,对于扩散半径和注浆量,含水率、注浆压力的影响特别显著,而水灰比影响较小,但水灰比和含水率对强度增长率影响特别显著,注浆压力影响显著。通过对试验数据的回归分析得出了拟合公式,最后将其应用于注浆工程设计与施工中,同时进行了效果评价。     

水泥-粉煤灰-脱硫石膏固化铅污染土强度特性及预测方法

为了研究复合水泥材料固化铅污染土的强度特性,采用水泥、粉煤灰与脱硫石膏混合形成的固化剂(CFG)对铅污染土进行固化处理,基于正交试验的方法进行无侧限抗压强度测试,研究铅离子浓度与CFG掺量对土体强度特性的影响规律。结果表明:固化土的抗压强度随CFG掺量增加而增大,随铅离子浓度增加而降低;养护7 d前铅离子浓度和固化剂掺量对土体抗压强度的影响,前者大于后者,而7 d后后者大于前者;在3,7 d时2种因素对于土体的强度的影响均较小,在14 d时该影响大幅提升,到28 d时影响特别显著。结合试验成果,提出了基于养护龄期和CFG掺量的强度预测公式,研究成果可供从事铅污染土修复工作的科研人员参考。     

超细粉煤灰水泥浆液可注性试验研究

超细粉煤灰作为电厂废弃物具有分布广、细度模数小的特点,将其掺入水泥中配制成超细粉煤灰水泥浆液,可以提高浆液的流动性和可注性。以水灰比、超细粉煤灰掺量和水玻璃掺量为主要因素进行正交试验,测定了所配浆液的胶凝时间、黏度、结石率等物理性能指标,并对结果进行极差分析、方差分析和回归分析;研制出一种新型胶凝时间可控的超细粉煤灰水泥浆液,并回归出胶凝时间预测公式;对所配浆液进行可注性模型试验。结果表明:在水灰比为0.8、超细粉煤灰掺量为70%、水玻璃掺量为15%时,超细粉煤灰水泥浆液具有良好的胶凝时间和黏度,与普通水泥浆液相比具有更好的可注性。     

新型隔热混凝土喷层支护技术研究与应用

针对当前矿井热害问题,对深井热源进行了阐述,从喷射支护材料角度出发,选取陶粒、玻化微珠、粉煤灰作为隔热材料,通过正交试验的方法,研制出一种新型隔热混凝土;由功效系数法得出最佳掺量配比,在保证混凝土力学性能的前提下,提高了保温隔热性能,其导热系数仅为普通混凝土的1/8。结合淮南矿区巷道锚喷支护工程,进行了回弹损失、围岩压力、混凝土应力和围岩收敛的现场试验。现场监测结果表明,该种隔热混凝土材料不仅隔热效果明显,而且工作性能完全符合井下喷射混凝土的施工需要,有利于井下作业人员的安全和身心健康,具有良好的推广和使用价值。     

我国深部矿井热环境研究现状与进展

基于当前我国深部矿井的热害特点,总结了近年来对深井热环境的研究现状。分析了当前对井下热源的研究情况,主要包括围岩、机电设备、空气压缩、运输、氧化、水、大气等方面的散热;对于井下热环境,重点梳理了理论研究、数值计算和室内试验3个方面的研究情况,同时分析了当前对热环境的评价情况。指出今后仍需要进一步探讨和研究的问题:井下风温的理论预测应当考虑多个热源的耦合作用;开展大尺度相似模型试验,以更贴合现场的实际,指导生产实践;井下热环境评价指标的完善。