大掺量粉煤灰胶结充填料浆的胶结性能研究

本文以粉煤灰和尾砂为主要充填材料,对胶结充填进行了强度特性和流变特性两大因素综合分析。应用响应面法研究影响胶结体抗压强度的主要因素及其影响程度,采用坍落度对料浆流变性能进行表征。试验结果表明:当粉煤灰占骨料80%时,进行料浆的胶结充填试验能够满足煤矿强度要求,尾砂的加入,进一步改善了料浆的流变性。     

大掺量粉煤灰充填材料优化配比及性能研究

为获得一种经济、环保、高性能的浆体充填材料,以粉煤灰作主要材料,水泥、矿渣、石灰为辅助材料,采用正交试验方案,进行粉煤灰充填材料优化配比试验,探讨了水泥掺量、粉煤灰掺量、料浆质量浓度、石灰掺量对充填体流动性、凝结时间、抗压强度的影响,并对测试结果进行极差分析,结果表明:当水泥∶矿渣∶粉煤灰=6∶4∶90,石灰掺量为2%,质量浓度为62%时,充填材料各项性能指标均达到最优。     

粉煤灰掺加量对充填体强度影响分析

粉煤灰具有良好的胶凝作用,但由于其胶结性能与普通胶结剂存在差异,其作为胶结材料使用应通过试验确定,利用粉煤灰等量替代部分水泥,研究其各龄期试块强度,试验结果表明,粉煤灰等量替代水泥的试块早期强度低,不适合用于进路式下向胶结充填采矿法;晚期强度提升很快,并可达到全水泥强度水平,满足替代要求。     

大掺量粉煤灰充填料的激活试验研究

根据粉煤灰物理化学性质及其活性激发原理,以铁矿尾砂为骨料,以粉煤灰和普通硅酸盐水泥熟料为胶凝材料,以不同龄期的单轴抗压强度为指标,研究尾砂胶结充填中粉煤灰活性激发方式,确定物理激发和化学激发相结合的复合激发方式。并试验验证了物理激发和化学激发相结合的复合激发方式可增长强度40%左右。明确了粉煤灰最佳的复合激发方式为粉磨20min,外掺激发剂的比例为烧石膏:Na2SO4∶CaCl2∶Na2CO3=2∶0.1∶0.2∶0.2。     

废石掺量对胶结充填体强度及变形破坏的影响

用一定量的粗骨料替代部分全尾砂进行胶结充填,不仅能够提高充填体的强度,还能减小充填体在载荷 作用下的变形,满足了部分矿山较高的充填要求。胶结充填体的强度主要取决于充填料浆的配比,即骨料、胶凝材料、 水的配比。本研究拟采用控制变量的试验方法,基于SEM电镜扫描和XRD试验,探究在废石—全尾砂混合骨料下胶 结充填体强度及变形特性,探究废石掺量（≥40%）因素对胶结充填体强度以及变形破坏的影响规律和机理。研究表 明：随着粗骨料的增加,充填体试样的单轴抗压强度逐渐减小。由于粗骨料含量太多,所形成的骨架太大,水化产物相 对较少未能充分填满产生较多孔隙,对提高充填体强度产生了不利的影响。此外,随着废石掺量的增加,其强度有所 下降,其破坏时的总应变量基本相同;其应力—应变曲线在初期基本重合,主要在端部裂隙闭合阶段之后逐渐分开。     

掺石灰石粉的胶结充填体强度研究

为揭示石灰石粉掺量、胶凝材料添加量和质量浓度对胶结充填体强度的影响规律,建立掺石灰石粉的充填体强度的计算模型。首先通过物化试验证实石灰石粉和废石均可满足骨料使用标准;根据级配试验获得废石和石灰石粉的不均匀系数和曲率系数,结合土力学标准,由不均匀系数可知废石级配中缺少细骨料,极易被压实,孔隙率较大,影响充填体强度;开展不同石灰石粉掺量、胶凝材料添加量和质量浓度的3 d、7 d和28 d充填体强度试验,通过方差分析确定各影响因素与充填体强度的关系为正相关,增加石灰石粉掺量可有效提高不同龄期充填体强度;最后以一元非线性理论为基础,利用SPSS曲线估计建立各龄期充填体强度多元非线性模型,各龄期强度计算模型的平均绝对误差为0.389, 0.0575和0.18,模型预测精度较高,对石灰石粉工业应用具有一定指导意义。     

大掺量粉煤灰浆体充填材料流动特性研究

为了保证浆体能安全顺利输送到矿井下,完成注浆充填工作,进行了大掺量粉煤灰浆体流动试验,探讨了浆体浓度、粉煤灰掺量、水泥掺量及煤矸石掺量等因素对浆体流动性的影响,并构建了流变本构模型对大掺量粉煤灰浆体流动特性进行分析。结果表明:浆体浓度为60%～70%时具有工作性;浆体流变模型属宾汉塑性模型;浆体浓度对流动性影响最大,其次为水泥掺量,粉煤灰掺量影响最小;τ0(初始剪切应力)与坍落度相关性好,呈负相关关系;大掺量粉煤灰浆体具有剪切稀化现象。     

正交试验法优化胶结充填体强度参数设计

胶结充填采矿法能有效地改善围岩应力状态、限制围岩移动的规模,是一种高回收率、低贫化率的采矿方法,对其他类似工程具有一定的借鉴作用。     

掺纤维分层胶结充填体力学强度特性试验

针对充填体胶结强度低和易开裂等问题，开展纤维类型、分层数对充填体单轴抗压强度的影响规律实验研究。结果表明：未掺纤维的充填体为张拉破坏，掺纤维充填体受压膨胀呈现鼓状，整体裂而不断，保持较高的完整性。分层面在一定程度上劣化了充填体力学性能，随分层面的增多充填体单轴抗压强度逐渐减小。添加纤维充填体在达到峰值荷载后仍具有一定承载能力，呈现“裂而不碎”的特征。通过对比聚丙烯腈纤维、玻璃纤维、聚丙烯腈纤维三种纤维，添加聚丙烯腈纤维更有利于充填力学性能的改善。     

大掺量粉煤灰浆液固化密闭充填封堵漏风技术研究

开发了大掺量粉煤灰浆液密闭固化充填技术,并将该项技术在云冈煤矿8617工作面顺槽进行了成功运用,对工作面5条顺槽进行粉煤灰固化充填,封闭漏风通道后有效防止了煤自然发火,保证了工作面安全生产。粉煤灰浆液固化密闭充填封堵效果好,值得在今后防灭火工作中大力推广。     

大掺量粉煤灰混凝土早后期强度的试验研究

采用粉煤灰、水泥、砂石,掺加一定量的高效减水剂FDN,利用正交设计方法安排试验。在数据分析中采用极差分析法和方差分析法,分析水胶比、粉煤灰掺量等四个因素对混凝土28d强度的影响程度。结合试验过程中拌制混凝土的和易性、坍落度和对混凝土工作性能的影响,选出混凝土配合比的最佳组合,并探求其应用于混凝土的可行性。     

粉煤灰基胶结充填材料泵送充填研究

为验证单管路泵送充填的可行性,应用粉煤灰基胶结充填材料在双鸭山新安煤矿进行了无煤柱沿空留巷泵送充填的现场试验。分析并计算了充填管路的输送阻力,对泵送充填各项参数进行了合理选择。数值模拟和现场试验结果表明,该泵送充填系统能有效地将粉煤灰基胶结充填材料泵送至工作面,满足煤矿沿空留巷巷旁充填的要求。     

复合激发剂对大掺量粉煤灰水泥强度的影响

为解决粉煤灰大宗利用的问题, 研究了复合激发剂对大掺量粉煤灰水泥强度的影响及其水化的机理。结果表明:NaOH、Ca(OH)₂、Na₂SO₄三种激发剂协同激发效果显著, 3 d及28 d抗压、抗折强度均超过42.5水泥强度指标; 最终得到粉煤灰胶凝材料的质量配比为:粉煤灰75%、熟料20%、石膏5%、激发剂3%;对制备的粉煤灰胶凝材料进行凝结时间、胶砂流动度、安定性等物理性能进行测试, 结果均达到粉煤灰水泥的国标要求。研究表明:采用复合激发剂可以提高粉煤灰的胶凝活性, 所制备大掺量粉煤灰水泥可以进行工程实用。      

金川下向分层充填法采矿大掺量粉煤灰应用研究

金川镍矿采用下向进路胶结充填采矿法,要求3d和7d的充填体强度分别不小于1.5 MPa和2.5 MPa。由于掺加粉煤灰影响水泥胶结充填体的早期强度,因此目前粉煤灰掺量控制在10%以内。为了提高粉煤灰在金川矿山中的利用率,针对胶砂比为1∶4、料浆浓度为78%的充填浆体,开展了添加芒硝早强剂的早期强度试验。结果表明:当芒硝添加量为2.0%~2.5%时,掺加20%的粉煤灰,水泥胶结充填体的3d和7d强度分别达到2.5 MPa和3.0 MPa,完全满足金川矿山对充填体早期强度的要求,从而降低充填胶凝材料成本达到56元/t。该研究结果已在金川矿山应用,同时为减少废弃物排放和环境保护做出了有益探索。     

粉煤灰全尾砂胶结充填新技术

在对粉煤灰物理力学性质和化学成分测定分析的基础上,依不同粉煤灰添加量进行了煤粉灰全尾砂胶充填强度试验,结果表明水泥：粉煤灰：尾砂为１：２：６的充填体可满足人工矿柱构筑要求,且成本比不加粉煤灰试块降低２６．４％。     

胶结充填料优化配比研究及强度预测

由于料浆的质量浓度、粉煤灰与水泥耗量之比，灰砂比与胶结充填体的强度存在着非确定性的相关关系，这种相依关系受随机误差的干扰。因此在大量试验的基础上，利用Matlab软件建立了多元线形回归模型，通过实验数据找出随机变量与控制变量之间的相关关系，为充填料的优化配比提供了理论依据，并实现了充填体强度的预测。     

谈粉煤灰掺量对混凝土强度的影响

介绍了粉煤灰的化学组成，论述了粉煤灰掺量的变化对混凝土强度的影响，总结了粉煤灰的化学组成是导致强度变化的内在因素。     

谈粉煤灰掺量对混凝土强度的影响

介绍了粉煤灰的化学组成,论述了粉煤灰掺量的变化对混凝土强度的影响,总结了粉煤灰的化学组成是导致强度变化的内在因素。     

掺粉煤灰的混合充填骨料配比优化实验

针对某矿山采用混合粗骨料存在充填料浆分层离析的问题,通过添加粉煤灰细骨料来优化骨料级配.首先对充填材料进行物化分析,并在此基础上开展不同粉煤灰掺量的混合骨料粒径级配分析,然后进行掺粉煤灰混合骨料充填体强度实验,实验结果表明:充填体强度随着料浆浓度与粉煤灰掺量的增加而提高,强度改善明显;掺入适量粉煤灰细骨料,能有效改善粒径级配,提高充填体强度.最后以单位充填成本为优化目标,以各龄期强度为约束条件建立优化模型对混合骨料充填配比进行优化,得出满足充填强度要求的最低成本方案,即粉煤灰掺量26％、胶凝材料添加量为286 kg/m3,料浆浓度为81.36％时充填材料成本最低,并以此进行验证实验,得到3d强度为1.56 MPa,7 d强度为2.86 MPa,28 d强度为6.9 MPa,塌落度25.6 cm,分层度3.1 cm,泌水率为5.7％,均满足矿山要求,此时充填成本为124元/m3,较原来的145元/m3降低了 14％.