采煤沉陷区治理时高浓度浆液流变时效特性研究

研究高浓度浆液流变特性随时间变化规律对采空区注浆充填有重要意义,为准确掌握高浓度浆液在采空区中形成的堆积体大小与形态,选取水泥为胶结材料,标准砂为骨料,对不同骨胶比高浓度充填浆液流变参数随着时间变化规律进行研究。结果表明,剪切速率在0～60 s-1递增过程中,浆液的剪切应力和表观黏度均会先突增至某一值然后下降;剪切速率在60～0 s-1递减过程中,浆液的剪切应力和表观黏度为线性递减。剪切速率上升时对应的剪切应力和表观黏度均大于下降时的剪切应力和表观黏度,浆液具有触变性。剪切速率在60～0 s-1递减过程浆液符合Bingham模型,且剪切速率减小过程更满足高浓度浆液充填采空区的实际工况。利用Bingham模型求得不同时间浆液塑性黏度和屈服应力,随着静置时间增加,高浓度浆液屈服应力和塑性黏度整体增加,触变性整体增加;相同静置时间下,骨料占比越多,浆液的塑性黏度和屈服应力越大。高浓度浆液随时间的流变规律主要受到硅酸三钙反应影响,生成的针状水化硅酸钙直接影响了不同静置时间下高浓度浆液的黏度、屈服应力和触变性,2 h以内,针状水化硅酸钙在砂颗粒之间的桥接作用使高浓度浆液的黏度、屈服应力和触变性都...     

不同剪切模式下的全尾砂浆触变特性研究

为了探究尾砂胶结充填料浆的触变特性,以某铁矿全尾砂为研究对象,测试充填料浆在恒定剪切模式、环形剪切模式和阶跃剪切模式下的流变参数变化规律。结果表明：恒定剪切模式下剪切应力与表观黏度都随着时间的增加逐渐下降直至趋于稳定,而随着剪切速率的升高,料浆的屈服应力逐渐升高但塑性黏度逐渐减小;循环剪切模式下无论剪切速率升高或是降低,剪切应力总体总是呈现下降趋势,而表观黏度变化规律则与剪切速率变化相反;阶跃剪切模式下随着剪切速率的突增,尾砂料浆会再次进入弹性变化阶段剪切应力与表观黏度皆有略微升高随后进入应力松弛阶段剪切应力及表观黏度逐渐降低。对尾砂料浆的触变性规律做出了一定的解释,对矿山现场管道输送提供一定的指导意义。     

某铜矿全尾砂/废石复合充填料浆流变特性研究

全尾砂充填料浆流变性能对管道输送及充填体强度有重要影响。对某铜矿充填料浆采用不同配比实验,通过实验数据选取合适的流变模型,用Origin模拟出回归方程,研究了屈服应力、表观黏度与质量浓度、废石掺量、灰砂比的关系。结果表明,屈服应力随质量浓度升高而增大,当全尾砂质量浓度超过70%,屈服应力显著增大;质量浓度为72%时,适量掺入废石能提高充填料浆的初始表观黏度,废石量超过10%,初始表观黏度则会逐渐降低;浓度低于66%,对初始表观黏度几乎没有影响;废石掺量为0时,灰砂比越大,屈服应力越大;废石掺量为10%、20%时,灰砂比大小对屈服应力几乎无影响;废石掺量为30%、40%时,灰砂比越大,屈服应力越小;质量浓度对屈服应力影响最为显著。     

分级细尾砂胶结充填强度和料浆流变性能试验研究

以某黄金矿山分级细尾砂为研究对象,在对充填材料基本物理化学性质检测分析的基础上,开展了强度试验和料浆流变特性试验。结果表明:新型胶凝材料固化分级细尾砂效果好,充填体早期强度较传统胶凝材料高,有利于缩短采矿周期。添加新型胶凝材料的分级细尾砂料浆流变曲线符合Herschel-Bulkley(H-B)流变模型,随尾砂浆浓度增加,料浆屈服应力呈指数增长,而塑性黏度缓慢增加;料浆屈服应力随新型胶凝材料掺量增加不断增大,塑性黏度则先增大后降低。     

高沙充填材料的流变特性研究

通过控制变量法,利用流变仪研究了高掺量风积沙充 填料浆的流变模型,揭示了粉煤灰掺量、灰沙比和料浆浓度 对高沙充填料浆流变参数的影响.研究结果表明,高沙充填 料浆的流变模型属于宾汉体模型,具有明显的剪切稀化特 征.粉煤灰掺量、灰沙比与质量浓度对高沙充填料浆流变特 性均有显著影响,但并不改变其流变模型.随着灰沙比和质 量浓度的增加,料浆的屈服应力总体呈增长趋势,粉煤灰掺 量的增加会导致屈服应力降低;水泥与粉煤灰的质量比为 １∶２,灰沙比为１∶１２,浓度在７９．５％~８０．５％之间时,高沙 充填料浆的塑性黏度较低,流变特性较好.     

深部充填开采矸石-粉煤灰料浆流变特性研究

充填开采是煤矿绿色开采技术体系关键环节之一,针对充填过程中的矸石-粉煤灰基充填料浆的输送技术问题,设置了不同质量浓度、粉煤灰掺量、养护温度和时间等参数,开展了温-时耦合效应下矸石-粉煤灰充填料浆流变测试试验,探究各参数对料浆流变特性的影响。通过正交极差分析温度和静置时间对料浆屈服应力影响权重,并建立温-时耦合效应下流变参数回归模型。试验结果表明：质量浓度对料浆的流动性能影响显著,随质量浓度的增加,料浆剪切应力与剪切速率线性相关性降低,质量浓度为78%时兼具较好的流动性和稳定性;粉煤灰掺量增加会提高料浆的剪切应力和剪切增稠的程度,粉煤灰掺量为85%时料浆屈服应力最大,粉煤灰掺量75%次之,粉煤灰掺量65%最小;高温加速了料浆的水化反应速率和增强了粉煤灰的火山灰反应活性,静置120 min时养护温度50℃时屈服应力较20、35℃增幅分别为44.5%、37.5%。静置时间对料浆屈服应力的影响程度强于温度,粉煤灰掺量为75%时,温度20℃条件下料浆静置120 min后屈服应力比静置0 min增加了133.7%;不同温度条件下,料浆屈服应力随静置时间均呈线性增长趋势,拟合度均在0.9以上;最后,...     

尾矿砂膏体充填材料工作与力学性能研究

采用流变性能与单轴抗压强度试验对5种配合比的膏体充填材料进行了测试,结果表明:以尾矿砂、粉煤灰、水泥为主要原料能够制备出满足采空区回填工作与力学性能要求的膏体充填材料;随粉煤灰掺量增加,膏体的屈服应力降低,塑性黏度无明显变化;随水泥用量增加,膏体的屈服应力与塑性黏度均降低,但在添加一定量水泥后,屈服应力有增长的趋势;随粉煤灰掺量增加,膏体早期强度降低,而随水泥用量增加,膏体的早期强度增大。     

掺土充填材料力学特性研究及数值反分析

针对小保当煤矿充填开采需要研制清洁、高效、经济的充填材料。使用黄土、粉煤灰与一定量矸石混合制备矸石膏体充填材料(GCPB), 通过系列室内试验及数值模拟研究了GCPB的流变特性、流动特征、单轴抗压强度及破坏演化规律。结果表明:不同配比GCPB料浆均符合H-B流变模型,屈服应力随黄土掺量的增加而增大(92.41→155.42pa),黄土掺量大于15wt%时满足矸石沉降要求; 坍落度随黄土掺量的增加先增加后降低(LF-1→LF-4→LF-6: 219→276→258mm)；28d抗压强度随黄土掺量的增加而降低(4.09→2.14Mpa),坍落度及抗压强度均满足矿山充填开采要求；充填体的破坏模式随黄土掺量的增加由张拉破坏主导转向由剪切-张拉破坏主导,破坏阶段均表现出峰前弹性能积聚峰后转变为耗散能急速上升的特性。     

煤矿高浓度胶结充填料浆流变特性试验研究

煤矿高浓度胶结充填材料由煤矸石、粉煤灰、水泥等材料混合而成,为得到充填料浆的流变特性,采用旋转流变仪,通过试验得到充填料浆的剪切速率-剪切应力流变曲线图,经回归分析确定了料浆的屈服应力和粘度系数,确定了流变模型和流变方程。分析了流变参数随时间的变化规律,得到了管道输送阻力损失算式,单位长度的管道输送阻力损失是管道内径、料浆输送剪切速率和时间的函数,分析结果可以为充填系统的设计提供技术参数和依据。     

混合骨料级配对不同浓度充填膏体流变性能影响试验研究

为明确混合骨料配比及粒径级配对不同浓度充填膏体料浆流变性能的影响,以煤矸石和河砂为混合骨料,对不同骨料粒径特征分析,开展不同骨料配比、不同浓度条件下的流变试验,通过宾汉姆模型转换得到流变参数和流变特性曲线.试验结果表明:混合骨料配比和浓度共同影响料浆流动性,相对塑性黏度系数和相对屈服应力均随浓度增加而增大,相对塑性黏度...