建筑垃圾充填膏体基本性能的试验研究

为了解决建筑垃圾大量堆积破坏生态环境和矿山充填原材料不足的问题,利用建筑垃圾再生骨料制备矿山充填膏体,分析了建筑垃圾再生骨料的表观密度、堆积密度、吸水率和压碎指标,研究了建筑垃圾再生骨料对矿山充填膏体性能的影响。试验表明:建筑垃圾再生骨料的表观密度和堆积密度小于煤矸石骨料,而吸水率、压碎指标值大于煤矸石骨料;当充填膏体中煤矸石粗骨料或细骨料完全被建筑垃圾再生粗骨料或细骨料替换后,其坍落度、扩展度变小,流动性能变差,粘聚性增强,泌水率降低,28d立方体抗压强度增大。     

城市建筑垃圾膏体充填性能研究

基于目前膏体充填材料来源单一和城市建筑垃圾日益增多的现象,提出将两者复合为一项系统工程的构想。在煤矸石破碎系统基础之上,优化设计了建筑垃圾专用煤矿破碎系统,进而通过研究3种来源不同的建筑垃圾再生骨料性质,并与煤矸石骨料作对比,最后配制成膏体进行测试。结果表明:建筑垃圾再生骨料各项基本物理性质的离散性很大,不同来源的建筑垃圾膏体基本符合煤矿膏体充填的性能要求,其塌落度为18~23cm,8h和28d最大抗压强度分别达到0.17MPa和3.82MPa,但是,混凝土类的框架结构建筑垃圾膏体各项性能优于砖混类的建筑垃圾膏体。     

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。     

以建筑垃圾为骨料的骨架式巷旁充填实验研究

针对目前在沿空留巷巷旁充填中所采用的高水材料成本高、性能不稳定等问题,在现有的膏体充填技术基础上,提出了以建筑垃圾为骨料的骨架式膏体巷旁充填的设想,并对此进行实验研究。实验结果表明,以建筑垃圾为骨料的骨架式膏体巷旁充填是可行的,可为巷旁充填研究提供参考。     

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。     

矿物掺合料协同建筑垃圾充填材料性能研究与水化机理

为实现城市建筑垃圾与矿山采空区的协同治理，以建筑垃圾为再生骨料，以矿渣微粉和磷石膏为胶凝材料，采用正交试验探究料浆质量浓度、灰砂比、矿粉掺量和减水剂掺量对膏体充填材料塌落度、扩散度和抗压强度的影响规律，借助SEM微观分析手段，阐述碱激发矿物掺合料固化建筑垃圾作用机理。研究结果表明：膏体充填材料塌落度和扩散度影响因素显著性排序依次为料浆质量浓度、减水剂掺量、矿粉掺量、灰砂比，3 d和28 d抗压强度影响因素显著性排序依次为料浆质量浓度、灰砂比、矿粉掺量、减水剂掺量。在碱和磷石膏的协同激发作用下，矿粉玻璃相网状结构释放大量的活性硅和活性铝，与水化体系中的钙离子重新聚合生成钙矾石和C-S-H凝胶，水化产物镶嵌在建筑垃圾颗粒表面，构筑成密实结构整体。     

建筑垃圾再生骨料膏体充填环管试验

在煤矿膏体泵送充填开采理论技术基础上,为分析以建筑垃圾为骨料、粉煤灰和添加剂为细集料的膏体充填材料的基本性能变化和流变特性,利用室内膏体充填模拟系统进行了膏体充填材料的配比试验和管道输送试验。膏体充填材料配比为添加剂∶粉煤灰∶建筑垃圾=1∶4∶6,试验采用质量浓度自高到低加水调制方案,操作包括3个步骤：试验准备、膏体充填材料制备、泵送试验和数据采集。试验结果表明：该种膏体充填材料的塌落度和分层度随泵送时间的增长而减小,质量浓度则稍有增加,经4 h管道输送后,质量浓度为76%的膏体充填材料塌落度、分层度分别达到18.5 cm、0.9 cm;膏体质量浓度、流速和充填管径是充填管道阻力损失的主要影响因素,质量浓度为76%,流速在0.8~1.1 m/s之间较为理想。     

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。     

煤矿采空区膏体充填相关技术研究

为了强化对煤矿采空区膏体充填相关技术的理解,系统介绍了采空区膏体充填技术与充填机理,从胶凝材料、充填骨料、外加剂三方面介绍了充填材料的情况及其配比,并从泌水率、坍落度、可泵时间三方面介绍了充填料浆的输送性。最后指出煤矿采空区的膏体充填法是安全绿色的开采方法,可以提高资源的开采率,消除地表塌陷隐患,提高开采效率,从而显著提高煤矿企业的经济效益和社会效益,有很强的推广使用价值。     

膏体充填开采条带煤柱充填体稳定性监测研究

为克服采用岩移观测的方式评价充填效果周期长、费用高、劳动量大等缺点,采用自主研发的采空区充填膏体在线监测系统对膏体充填体压缩量、受力情况和材料水化程度进行监测,利用其监测结果对充填效果进行评价.结果表明:膏体充填体最大压缩量为104.3 mm,压缩率约为3.85％,膏体骨料级配合理;膏体充填体最大应力为5.1 MPa,上覆岩层的弯曲变形较小;膏体充填体的水化温度最高达到54℃,水化反应第2d最为强烈,膏体充填体早期强度上升较快,并在提高充填工作面效益同时,膏体充填体也能较好地控制上覆岩层运动.