煤矸石制充填材料配比试验探究

针对充填开采高成本的问题,本文以锦丘煤矿提供的煤矸石、粉煤灰固体为骨料,以水泥为胶结剂,进行充填材料试验探索。试验结果表明:胶结体中,煤矸石和粉煤灰最佳配比为5∶1,单体水泥用量为0.23～0.27 t/m3,浓度为76%时,材料可以达到较高应用强度。     

胶结充填材料配比试验研究

考虑灰砂比、粉煤灰含量、料浆浓度为充填料强度的主要因素,通过正交试验方法设计试验方案,并对试验结果进行方差分析和线性回归处理,提出充填体强度与各个影响因素之间的线性回归方程。     

煤矸石似膏体充填材料配比优化研究

为了解决煤矸石大量堆积引起的生态环境污染及膏体充填材料泵送性差、投资大等问题,以煤矸石、河砂为骨料,水泥和粉煤灰为胶结料,运用正交试验对煤矸石、粉煤灰、质量浓度等因素对似膏体充填材料性能的影响及矿用似膏体充填材料的最优配比进行了研究。结果表明:胶结料中水泥的比例越大,似膏体材料的强度越大;适当的增加煤矸石用量有利于提高材料的长期强度;提高粉煤灰比例、减小材料质量浓度及合理的粗细骨料比例可提高材料的泵送性能。获得的最优配比为:水泥、粉煤灰、煤矸石和河砂的质量比为1∶3∶5∶5,质量浓度为74%,早强剂含量为1%。     

煤矸石膏体充填材料的试验研究

为了提高村庄下的压煤采出率和保护环境,采用煤矸石膏体充填采矿法解放村庄下煤炭．通过正交试验和线性回归,得出影响煤矸石膏体充填体强度和坍落度的因素及回归函数．结果表明：组成膏体充填材料的煤矸石,胶结料,粉煤灰及膏体质量浓度对强度均有不同程度影响,煤矸石对充填体的后期强度影响显著,胶结料对充填早期强度影响较显著,粉煤灰对充填强度影响不显著．煤矸石在加工成直径小于25mm后,还需进一步分级．提高细颗粒矸石加量和降低质量浓度可提高膏体的坍落度和可泵性,胶结料和粉煤灰对膏体的可泵性影响不如煤矸石和质量浓度影响显著．     

金川矿山混合充填材料配比试验

充填料浆配比对充填体强度和砂浆输送特性产生重要影响。针对金川矿山棒磨砂供应严重不足,开展了棒磨砂、棒磨砂+河砂和棒磨砂+河砂+粉煤灰3种充填材料添加相同水泥的充填体强度、砂浆流动度、泌水率和沉降损失率的试验研究。试验结果显示,河砂与棒磨砂配比为2∶8的混合充填料与单一棒磨砂充填体强度相当,砂浆流动度、泌水率和沉缩损失率稍差,但满足金川矿山充填采矿要求。当添加水泥重量的30%粉煤灰后,不仅显著提高充填体强度,而且还可改善砂浆流动度、泌水率和沉降损失率;同时还降低棒磨砂浆充填料浆的分层度,有利于提高充填体质量和充填接顶率。研究成果已经应用于金川矿山充填料浆制备和工业化生产。     

高浓度高流动性煤矸石胶结充填材料试验研究

煤矸石胶结充填材料的高浓度高流动性往往不能很好的兼顾。为解决现有充填开采技术中充填材料要么用水量过高(浓度过低)导致井下脱水后影响作业环境,要么浓度过高,流动性和管输性能不好导致堵泵和堵管等问题。通过在胶结充填材料中掺加一定量的水泥、煤矸石粉料(≤0.075 mm)和高效减水剂,利用正交试验和极差分析的方法,研究分析了不同配比的充填材料的流动性和强度性能。综合利用扫描电镜SEM、EDS能谱分析、X荧光光谱分析(XRF)、X射线衍射分析(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR) 5种微观分析手段,对煤矸石的微观形貌、元素组成、氧化物含量和矿物组成进行了分析,并对煤矸石的组成和微观结构对宏观性能的影响进行了探究。揭示了决定充填材料性能的主要因素:减水剂是影响充填材料流动性的主要影响因素,水泥次之,煤矸石的组成和微观结构决定了其对于料浆的流动性亦有一定的影响;影响充填材料凝结硬化后强度的主要因素为水泥的用量和减水剂的用量,煤矸石粉料(≤0.075 mm)的用量亦有一定的影响。通过研究分析得出了适合充填开采工况需求的高浓度高流动性(流动度达到305 mm)的充填材料配比,该配比的充填材料凝结硬...     

某磷矿碎石混凝土充填材料配比试验研究

针对某磷矿采用混凝土胶结充填替换掉不稳定矿柱处理空区的方案,开展了碎石混凝土充填材料配比试验研究。针对影响充填材料强度的因素,以碎石和棒磨砂作为充填骨料,试验采用正交试验的方法进行设计,并对试验结果采用DPS数据处理软件对充填体7d及28d试验结果进行非线性规划,采用二次多项式逐步回归方法,可得到单轴抗压强度与料浆浓度、砂灰比和砂石比的关系式。最终确定充填材料配比参数为砂浆浓度78%、砂灰比为2、砂石比为4:6。该配合比混凝土充填体28d单轴抗压强度可达到14MPa,7d单轴抗压强度可达到8MPa,满足采矿工艺对充填体的强度要求。     

某磷矿碎石混凝土充填材料配比试验研究

针对某磷矿采用混凝土胶结充填替换掉不稳定矿柱处理空区的方案,开展了碎石混凝土充填材料配比试验研究。针对影响充填材料强度的因素,以碎石和棒磨砂作为充填骨料,试验采用正交试验的方法进行设计,并对试验结果采用DPS数据处理软件对充填体7d及28d试验结果进行非线性规划,采用二次多项式逐步回归方法,可得到单轴抗压强度与料浆浓度、砂灰比和砂石比的关系式。最终确定充填材料配比参数为砂浆浓度78%、砂灰比为2、砂石比为4∶6。该配合比混凝土充填体28d单轴抗压强度可达到14MPa,7d单轴抗压强度可达到8MPa,满足采矿工艺对充填体的强度要求。     

尾砂膏体充填材料优化配比试验研究

为研究以尾砂为骨料、胶固粉为细集料的膏体充填材料基本物理力学特性和最优配比组合方式,采用室内材料成分分析、粒径筛分、沉降试验分别对尾砂、胶固粉的物理化学性质及流动性进行研究,并设计正交试验对不同质量浓度、不同粉砂比的尾砂膏体强度进行对比分析。试验结果表明:尾砂和胶固粉的主要化学成分相似,但含量不同,尾砂粒径大部分集中在0.1~1 mm之间,满足充填要求;随着质量浓度提高,沉降量减小,沉降时间亦缩短;当加入胶结料后,质量浓度为73%的浆液沉降值减小了3.5 mm,前10 min的沉降率为下降了14.14%;砂浆浓度一定时,充填体的强度与期龄呈正比关系,且随着粉砂比的增大,强度亦增加;粉砂比一定时,充填体强度与期龄呈正比关系,且随着料浆质量浓度的增大而增大;最优配比组合为粉砂比1∶5,质量浓度70%的充填体能满足强度要求。     

三山岛金矿充填材料配比强度试验研究

三山岛金矿新立矿区是从事大陆架滨海矿床地下开采的硬岩矿山,矿体处在海床的几十米以下,矿体和海水之间只隔有不足十米厚的隔水带。针对海底采金的特殊情况,通过充填配比试验,分析不同浓度不同配比的充填料浆在一定的时间内是否能满足充填强度要求。并根据强度要求选择合适配比与浓度的料浆充填采空区,控制海床的变形与沉降。     

基于黄土膏体充填材料配比优化试验研究

为寻求价格日益增长的粉煤灰膏体充填材料的替代品,以山西省某矿4901充填工作面为工程背景,采用理论分析、实验室试验和现场调研等方法,研究了黄土材料作为粉煤灰替代品的替换效果及最优配比。试验和现场应用结果表明:黄土膏体充填材料价格低廉,作为传统粉煤灰膏体充填材料的替代品替换效果较优;黄土膏体充填材料的最优配比方案为水固比(水与固体充填材料质量比)1∶1.6、固相比(矸石与水泥质量比)5∶5及土灰比(黄土与粉煤灰质量比)4∶2时,膏体充填材料稳定性高,材料的后期抗压强度高达5.5MPa;以水泥质量的6%作为膏体充填材料添加剂时,凝结时间缩短79.17%。该研究成果对西部地区有一定的借鉴和参考价值。     

煤矸石-粉煤灰充填复垦材料性能的试验研究

煤矸石-粉煤灰充填复垦材料作为塌陷区充填复垦基质直接影响着植物的正常生长及地表的沉降。为了揭示不同粒径煤矸石对充填复垦材料性能的影响,分别测定了自然破碎后煤矸石、0~2.5mm,2.5~5mm,5~10mm,10~16mm和16~20mm六种粒径下煤矸石-粉煤灰充填复垦材料的堆积密度、含水率、饱和含水率及应力-应变曲线。结果表明:随着煤矸石粒径的增大,充填复垦材料的堆积密度、含水率及饱和含水率都在逐渐减小;煤矸石-粉煤灰充填复垦材料的应力-应变曲线呈非线性关系,且当轴向应力相同时,随着煤矸石粒径的增大,煤矸石-粉煤灰充填复垦材料的应变逐渐增加;以粒径为自然破碎后的煤矸石配制充填复垦材料时,其堆积密度、含水率、饱和含水率及压实情况较好。     

某铁矿全尾砂胶结充填材料配比试验研究

针对某铁矿分段空场嗣后充填采矿法应用的材料设计实际问题,全面开展了全尾砂胶结充填材料配比试验研究。通过单轴抗压强度试验、剪切试验、单轴承压变形试验,获得了不同浓度、不同砂灰比下的充填体单轴抗压强度、弹性模量、内摩擦角及粘聚力,为采矿安全稳定性分析确定了基本技术参数。     

某铁矿全尾砂胶结充填材料配比试验研究

针对某铁矿分段空场嗣后充填采矿法应用的材料设计实际问题,全面开展了全尾砂胶结充填材料配比试验研究。通过单轴抗压强度试验、剪切试验、单轴承压变形试验,获得了不同浓度、不同砂灰比下的充填体单轴抗压强度、弹性模量、内摩擦角及粘聚力,为采矿安全稳定性分析确定了基本技术参数。     

黄土粉煤灰基新型煤矿充填材料配比试验研究

针对传统煤矿充填材料对粉煤灰的需求量较大、成本较高的问题,研究将西北地区广泛存在的黄土作为充填材料的可行性,通过试验得到煤矿新型充填材料的配比。试验采用黄土、粉煤灰为主料,水泥、石灰碱性材料为辅料,掺入适量的外加剂,根据粉煤灰的活性碱激发原理,利用正交原理进行五因素四水平试验,分析了试验各因素对试样主要指标的影响,得出了满足要求的试验配比方案。试验结果表明:将黄土作为原材料和粉煤灰共同作为煤矿充填材料是可行的,黄土粉煤灰料浆浓度宜为60%~65%;黄土粉煤灰质量比1∶1.5~1∶3;辅料占固料质量30%~33%,外添加剂占固料质量5%~7%,养护期为28d。     

煤基固废制备充填材料配比优化试验研究

为制备低成本、高强度的煤矿充填材料,以煤矸石做骨料,以粉煤灰、脱硫石膏、硅钙渣为 胶凝材料制作试件,并对其进行单轴抗压强度、坍落度、扩展度指标测试,研究了充填材料配比优 化前后的力学性能、各组分影响情况。 结果表明,脱硫石膏、硅钙渣在一定掺量范围内具有较强 的胶凝作用;随着粉煤灰掺量增加,充填材料初期强度增长较慢,应控制其掺量不高于6.67%;粉 煤灰与硅钙渣联合使用能激发硅钙渣的胶凝性能;煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏、硅钙渣、水泥最优 质量比为70:6:3:12.5;8.5。 利用响应面法对结论进行了验证,试验结论与预测一致。     

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。     

某铁矿全尾砂胶结充填材料配比试验研究

安徽某铁矿是国内一座设计采选能力450万t/a的大型铁矿山,主要采用阶段空场嗣后充填采矿法,设计充填能力为100m~3/h。本文介绍了该铁矿全尾砂胶结充填砂浆配合比实验研究过程,从全尾砂充填料的物理化学性能入手,对充填料浆的扩散度、坍落度和充填试块7d、28d和60d的单轴抗压强度等进行试验,获得了充填材料的配比与其流变性能和抗压强度的关系,有效评价了充填材料特性对充填体质量的影响,为矿山提供了符合采矿工艺要求的充填物料配比参数。