矿山井下低成本充填胶凝材料的开发研究

介绍用于矿山井下充填采矿的高炉水淬渣复合胶凝材料研制、材料性能、生产工艺及使用效果。结果表明,高炉水淬渣复合胶凝材料与全尾砂按一定配比和浓度混合后制成的充填体具有非常好的胶凝性,在有条件的胶结充填采矿法矿山完全可以替代现有的充填胶凝材料,在满足矿山对充填体强度要求的情况下,可降低充填成本,具有明显的经济效益。     

羧甲基纤维素钠提高赤铁矿原矿含碳球块强度的机理

采用红外光谱、X射线光电子能谱、接触角测定等方法对添加羧甲基纤维素钠的原矿压球所得含碳球块强度提高机理进行了研究.发现黏结剂羧甲基纤维素钠中羧基(—COOH)和羟基(—OH)在原矿颗粒表面产生了化学吸附作用,使矿石颗粒表面的亲水性下降;而羧甲基纤维素钠中有机碳链与煤粒表面作用,使煤的疏水性下降.原矿和煤粒依靠羧甲基纤维素钠高分子有机链结合起来,通过黏结剂颗粒间的黏附能力形成具有一定强度的"连接桥"网状结构.因此加入羧甲基纤维素钠后原矿含碳球块强度得到大幅提高.      

阜新盆地煤层气渗流规律实验

以阜新盆地王营煤矿采集加工的原煤煤样为研究对象,利用3轴渗透仪,对煤样的渗透率和有效应力之间的变化关系以及煤样中甲烷渗流规律进行了实验研究.实验结果表明,煤样渗透率具有应力敏感性,渗透率随有效应力的增加呈非线性递减关系,具有负指数规律,这与前人的研究结果吻合较好;在不同围压、含水率情况下,实验得到的甲烷渗流规律曲线具有明显的非线性特征,真实地反映了实验过程中煤体变形对甲烷渗流的作用.考虑有效应力对煤体变形的影响,建立了描述煤层甲烷非线性渗流特征的运动方程,且所建立的运动方程与实验数据具有很好的吻合性,拟合相关系数高达99.6%以上,说明实验方法和建立的运动方程是合理的.     

煤与瓦斯突出过程的尖点突变研究

为了分析引起煤与瓦斯突出的因素,建立了煤岩体的能量模型,然后采用尖点突变理论分析构建了煤与瓦斯突出的尖点突变模型;研究了突变控制变量,对煤与瓦斯突出过程进行了阐述.煤的变形潜能、煤体的瓦斯内能、煤的破碎功和被破碎煤的移动功对煤层突出与否起主要作用.如果煤层中有煤的软分层存在,那么煤层的破碎功是较小的,在同等条件下,煤层更容易发生突出.该研究对煤与瓦斯突出灾害预测与防治作参考.      

综采工作面顶板及煤壁的注浆加固研究

以山西某矿大采高工作面为研究案例,具体分析了工作面周围的煤体出现破碎现象的原因,并针对其原因研制出了一系列注浆加固方案.在加固后,又对其注浆效果进行了检验,发现经过注浆加固后工作面附近的煤体连贯性得到了提升,在一定程度上对工作面的煤壁及顶板的破碎程度进行了控制,可以说是一次成功的实践.     

铸铁材料的复合型断裂实验研究

通过3点弯曲和4点弯曲实验方法,对含有裂纹的铸铁材料进行复合型断裂实验研究,测试铸铁材料的应力强度因子、断裂方向角,将实验结果与理论值进行分析、比较,找出两者之间的异同点,得到一些对工程设计及应用具有实际意义的结论.     

煤层深孔聚能爆破动力效应分析与应用

为研究煤层深孔聚能爆破致裂增透机理,构建聚能爆破分析模型,运用理论分析与数值模拟相结合的方法探讨聚能爆破时聚能射流的成型机理、爆炸应力波的传播特点、煤体力学特征和裂隙扩展机理.结果表明:聚能槽集聚爆轰能量形成聚能射流并产生聚能效应,聚能效应显著改变了爆炸应力波的传播特性和煤体的力学性质,在聚能方向煤体所受压应力峰值是非聚能方向的1.10~1.29倍,有效地促进了裂隙的扩展;且主聚能方向煤体所受压应力峰值由次聚能方向的0.85倍增大到1.06倍,放缓了煤体所受应力的衰减速度.此外,煤层深孔聚能爆破工程应用实验表明,聚能爆破后抽采孔平均瓦斯含量是聚能爆破前的1.58倍,有效地提高了煤层透气性和瓦斯抽采率.      

钢渣-矿渣-钡渣基胶凝材料水化过程强化

针对钢渣(SS)矿渣(GBFS)钡渣(BS)复合胶凝材料水化硬化慢的问题,提出一种活性激发晶种强化的方法,以加速水化硬化过程.通过正交试验设计得到活性激发剂配比(质量分数)为煅烧脱硫石膏11％、铝酸钙3％、元明粉0.75％.利用含该激发剂的胶凝材料快速预水化制备复合晶种,能够显著促进胶凝材料水化结晶过程,提高早期强度,...     

加热炉水冷梁浇注料的研制

通过对加热炉水冷梁使用条件的分析，提出了该类浇注料应具有的特点。在此基础上，应用正交实验对辅助原料进行了选择。通过对浇注料的流动性、凝固时间、脱模强度、烧后线变化等方面的研究，选择了最佳配比，并取得了良好的使用效果。     

利用烧结脱硫灰渣制备新型充填胶凝材料试验

烧结脱硫灰渣是半干法脱硫排放的废弃物.灰渣含有亚硫酸钙和飞灰等不稳定矿物成分,使得该废弃物利用面临困难.针对铁矿全尾砂胶结充填法采矿对廉价的胶凝材料的需求,采用烧结脱硫灰渣和水淬渣,开展了制备全尾砂充填胶凝材料试验研究.以生石灰作为碱激发剂,硫酸盐作为辅助激发剂,对矿渣微粉活性实施复合激发.首先采用正交设计进行试验方案设计;然后采用极差分析对数据进行处理和配比决策,最后以阶段嗣后充填采矿对其强度要求,建立并求解全尾砂新型充填胶凝材料的优化模型,获得了充填胶凝材料的优化配比.结果显示,当胶砂比为1∶8、料浆浓度为68%时,以生石灰和烧结脱硫灰渣作为水淬渣复合激发剂制备的新型充填胶凝材料,烧结脱硫灰渣比例达到10%时,3 d、7 d及28 d的胶结充填体强度不低于相同条件下的32.5R早强水泥,而胶凝材料成本低于水泥材料.     

Fe-Al叠层复合板热轧过程的有限元模拟

Fe-Al金属间化合物基微叠层复合材料是一种新型叠层复合材料,"轧制复合—合金化热处理"工艺解决了金属间化合物成形困难的技术问题.热轧复合作为材料制备的重要工序,能否在其过程中获得具有良好界面结合强度和板形质量的复合板对于后续工艺过程具有重要影响.本文应用Abaqus有限元软件,模拟了压下率、组元厚比、叠层层数等因素对Fe/Al叠层热轧复合效果的影响,通过测定残余应力、伸长率、应力—应变曲线、平直度等确定了40%的最佳压下率及Fe/Al的最佳厚比1∶0.3,明确了通过改变层数有效控制材料分层厚度的途径.通过热轧实验对模拟进行验证,表明了有限元模型的可靠性.     

改性电解锰渣-矿粉复合胶材料的制备及水化机理

电解锰渣(EMR)是金属锰湿法冶炼过程中产生的一种固体废物,其堆积量大,对环境造成了严重的污染。但电解锰渣中富含硫酸盐,依据其特性,可与矿粉(GGBFS)复合制备胶凝材料。以矿粉为主要原料,电解锰渣为矿粉的硫酸盐激发剂,熟石灰为碱激发剂,制备电解锰渣-矿粉复合胶凝材料。探究电解锰渣、矿粉和熟石灰的最佳配比,并在此基础上对电解锰渣在不同温度下煅烧改性,通过力学测试确定最佳煅烧温度。利用XRD、FT-IR、TG-DTG和SEM等表征方式分析胶凝材料的水化产物及水化机理,同时对硬化体进行毒性测试。结果表明：电解锰渣对矿粉有良好的激发作用,复合胶凝材料中电解锰渣、矿粉、熟石灰最佳质量配比为2∶7∶1,其28 d的抗压强度达到27.2 MPa,电解锰渣经350℃煅烧所制备的复合胶凝材料抗压强度达到30.5 MPa。复合胶凝材料的水化产物主要为钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H);28 d硬化体浸出液中的重金属浓度均在《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022)标准限值内,复合胶凝材料具有良好的安全性。     

新型尾矿胶凝材料的试验研究

采用TC和PC两种胶结材料混合使用的方法研究了一种新型复合型尾矿胶凝材料。对不同浓度、不同种类、不同粒度的尾矿进行胶结实验,测的胶结剂用量12%的胶结模块的3d、7d、28d、56d的单轴抗压强度。通过对胶结模块的强度和胶结材料成本的综合分析来确定新型复合型胶结材料的最佳配比。实验表明:料浆含水量对胶结材料的配比无影响;骨料种类对胶结材料的配比的影响实际上为骨料粒度对胶结材料的配比的影响。     

低合金型高强度不锈钢材料的实验室研究

为提高不锈钢的机械性能,促进其作为结构材料使用,通过控制适当的合金元素配比和相应的加工工艺,实验室开发了一种低合金型的高强度不锈钢材料.介绍了不同工艺下其组织、硬度和力学性能的变化规律,并确定了能得到较好强塑性结合的热处理制度;利用金相显微镜、EBSD、TEM对其微观组织结构进行研究,分析了其强度提高的原因;根据相关国家标准评价了其耐腐蚀性和焊接性.结果表明,在铁素体基体上引入适当的第二相,可以在保持良好塑性的基础上大幅度提高材料的强度,同时具有良好的耐腐蚀性和焊接性.     

抓好速度耐力,突出强度,提高密度——高校中长跑训练方式之谈

高校进行中长跑训练是高校办高水平运动队的产物,运动员以在校大学生为主,运动员一边学习一边训练,属于"边学边训性",运动训练具有较强的业余性.这一特点决定了高校运动队不能采用专业队的训练方法和标准,而应立足于自身的现实条件,去寻找适合自己的训练方法.高校中长跑项目的教学、训练应结合高校体育教育的特点,抓好速度耐力,突出专项,突出强度,提高密度,对运动员运动成绩的提高效果比较理想.     

地质构造影响区松软破碎巷道围岩注浆加固技术

提出通过注浆方式加固破碎围岩,通过提升破碎围岩承载力、完整性及强度来减少巷道围岩变形,并详细阐述注浆加固作用、注浆方案及注浆方式等.现场应用后,采用钻孔窥视方法及围岩变形监测方法对注浆效果进行考察.结果 表明:距巷道袁层3m范围内的破碎围岩裂隙被注浆浆液充填、完整性得以明显提升,注浆完成后60 d内顶板、巷帮变形量均在...     

添加碲对Ni-Cr合金磨损性能影响的研究

研究在镍基自熔性合金粉末中加入微量的碲元素以稳定材料的硬度及抗磨损能力和综合性能.通过对碲镍铬自熔性合金材料进行显微组织分析、硬度测试分析、摩擦磨损行为以及磨损形貌分析,表明碲镍铬自熔性合金材料具有硬度高、耐磨损性能好等特点.     

Research on water-holding and cooling concrete design method and its performance

将水泥、粉煤灰和磨细高炉矿渣作为保水材料灌注于多孔水泥混凝土母体中,形成具有保水降温功能的铺面材料。分别提供了多孔水泥混凝土母体和保水材料的设计方法,并成型试件对保水铺面水泥混凝土材料的强度、降温效果和抗冻性进行了测试。实验结果表明设计的多孔水泥混凝土母体和保水材料均满足施工和功能要求,成型的保水降温功能水泥混凝土试件28d抗压强度和抗折强度分别能够达到27.7和38.2MPa;在最高气温为33℃的测试条件下,其表面最高温度比普通水泥混凝土降温7℃左右,但随着水分的减少降温效果变差;此外,冻融后保水降温水泥混凝土抗压强度会下降,但不明显。     

大直径泥水盾构复合地层速凝浆液的同步注入技术

在大直径泥水盾构施工中,由于大断面隧道所承受的浮力大和泥水对浆液的稀释及通过富水复合地层等不利条件,同步注浆效果大受影响.本文结合正在施工的盾构隧道施工情况进行研究分析,通过对盾构原有注浆设备和管路优化改造,由传统的同步注入单液水泥砂浆改造为同步注入复合浆液,达到了同步注入速凝浆液的目的,并通过在施工中加强过程控制和采取辅助措施,解决了因同步注浆效果差造成的管片上浮及开裂等技术难题,取得了很好的效果.     

采用超高水材料充填技术实现选矿厂尾矿零排放

为了降低矿山井下采空区充填成本同时解决选矿厂生产过程中产生的尾泥堆存难题,研究和实施了尾泥浆复合超高水材料充填技术.通过分析计算,确定了选矿厂尾泥浆浓密方案和充填浆体制备的材料配比.工程实践表明,通过将选矿厂产生的尾泥浆和超高水材料充填技术结合,不仅可以提高充填体强度、降低充填成本,还成功解决了选矿厂排尾难的问题.