湿喷混凝土及泵送特性研究

论述了湿喷混凝土研究的必要性,介绍了湿喷混凝土的工艺方法。运用近年来的岩上摩擦理论对湿喷施工中的堵管现象进行了理论分析。指出了湿喷布管和堵管应注意的问题。     

干喷、湿喷工艺对比及降尘效果测定分析

针对干喷作业现场粉尘浓度高、作业环境差的实际情况,在对比了干喷和湿喷工艺的基础上,对干喷工艺的产尘机理进行了分析,进而通过对干喷和湿喷作业现场粉尘浓度的测定,对湿喷工艺的降尘效果进行了分析,研究结果表明:湿喷工艺的降尘效果非常明显,与干喷工艺相比,施工现场的全尘和呼尘的降尘率均达到了90%以上,有效改善了现场的作业环境,保障了作业人员的身心健康和安全生产,具有明显的经济效益和社会效益。     

湿喷混凝土喷射速度特性解析

从国民经济的发展和环境保护的观点出发 ,从湿喷混凝土减弹、降尘和保证建设质量的角度 ,论述了湿喷混凝土研究的必要性。用流体力学理论分析了湿喷混凝土的射流规律 ,得出了最佳喷射速度的计算方法     

地下矿山湿喷混凝土支护工艺及应用

湿喷混凝土支护工艺能有效改善围岩的应力状态,同时具有粉尘少,回弹率低,喷射质量高等优点。通过对该支护工艺在贵州某金矿的实际应用情况的介绍,说明其良好的应用效益和前景,对国内其他同类矿山具有借鉴意义。     

基于正交试验的低温湿喷混凝土力学性能与配比优化研究

为了研究养护温度、钢纤维、减水剂和速凝剂的掺量这4种因素在低温环境下对湿喷混凝土力学性能的影响规律并对其配比进行优化,对湿喷混凝土的早期强度和后期强度进行了极差分析以及方差分析,利用Duncan法事后比较得到初步配比,并建立了湿喷混凝土早期和后期强度回归模型。研究表明：养护温度对于湿喷混凝土早期、后期的抗压强度影响最为明显,前期抗压强度钢纤维掺量影响最弱,后期强度速凝剂掺量影响最弱。在方差分析中,钢纤维、减水剂掺量和养护温度对湿喷混凝土的早期、后期强度都有极显著影响,而速凝剂掺量则仅对早期强度有极显著影响,后期强度无显著影响。基于Duncan法事后比较可得到湿喷混凝土精度略差的初步配比,后续利用回归强度模型实现对湿喷混凝土配比的高精度优化。通过数据模型结合矿山要求得出湿喷钢纤维混凝土最优配比：钢纤维掺量42.496 kg/m³、减水剂掺量7.989 kg/m³、速凝剂掺量66.910 kg/m³,同时最佳养护温度为12℃。     

多因素影响下湿喷混凝土的强度与配比优化

配合比是影响湿喷混凝土强度的关键,而多种因素影响的混凝土最佳配比难以确定。为探究多因素影响下的湿喷混凝土强度发展规律,优化配合比,采用中心复合试验法开展了配合比试验。在中心复合试验中,将废石占比、水泥掺量和水灰比设为影响因素,将湿喷混凝土抗压强度设为响应量,从而建立了强度回归模型,并开展了强度优化分析。建立的强度回归模型P<0.01,极显著;F>3.2,具有统计学意义。湿喷混凝土强度随废石占比增大先提高后降低,随水泥掺量增大、水灰比减小而提高。多因素影响下的强度变化规律与单因素作用下基本一致。提出了C25和C30强度等级的湿喷混凝土最佳配合比,经过试验验证了相关配比的可靠性。     

煤矿井下湿喷混凝土技术及应用效果研究

总结了煤矿井下湿喷混凝土技术的发展现状,对比了混凝土搅拌运输2种途径的优劣,分析了现有湿喷机性能参数和机械手发展水平,指出了质量控制与监测的主要指标及方法。煤矿井下干喷、湿喷技术应用效果对比试验表明,湿喷技术环境粉尘浓度降低了80%,回弹率降低了70%,一次喷层厚度由50 mm提高到100 mm,湿喷技术应用效果良好。     

ANN-PSO-GA模型在湿喷混凝土强度预测及配合比优化中的应用

为了实现对湿喷混凝土强度的高精度预测及其配合比的智能精细化选择,本文建立了一种新型的ANN-PSO-GA模型.首先采用粒子群算法(PSO)对人工神经网络(ANN)进行优化,实现其对湿喷混凝土强度的高精度预测.然后将训练好的ANN-PSO模块联合给定工程条件作为目标函数,利用遗传算法(GA)进行寻优,即可得到满足该目标下...     

基于正交试验的合成纤维及橡胶颗粒对湿喷混凝土力学性能的影响

为探究合成纤维及橡胶颗粒对湿喷混凝土力学性能的影响,在室内开展了纤维增强橡胶湿喷混凝土力学性能的测试研究,系统分析了玻璃纤维掺量、聚丙烯纤维掺量及橡胶颗粒掺量对湿喷混凝土力学性能的影响规律。结果表明：湿喷混凝土的强度指标随着玻璃纤维掺量的增加不断增大,随着聚丙烯纤维掺量的增加表现出先增大后减小的特征;玻璃纤维掺量对抗压、抗折强度的影响程度最大,橡胶颗粒掺量次之,而聚丙烯纤维掺量的影响程度最小;对于抗拉强度而言,玻璃纤维掺量的影响程度依然最大,橡胶颗粒掺量次之,聚丙烯纤维掺量最小;玻璃纤维和橡胶颗粒掺量为抗压强度的显著性影响因素,玻璃纤维和聚丙烯纤维掺量为抗拉和抗折强度的显著性影响因素;强度指标不仅受到单因素的影响,还受到因素间交互作用的显著影响;强度指标多目标优化结果表明,湿喷混凝土同时加入3种材料的最优配比为：玻璃纤维掺量0.25%、聚丙烯纤维掺量0.21%、橡胶颗粒掺量3.80%;纤维能够承担部分载荷,而添加适量橡胶颗粒能够填充试样内部孔隙,两者的共同作用增强了试样的力学性能。     

煤质页岩压缩变形特性及损伤破坏辨识试验研究

为了探索煤质页岩的压缩变形及损伤破坏特性,利用MTS岩石材料力学试验机,得到了煤质页岩的单轴和三轴压缩试验曲线,研究了单轴三轴压缩全过程中页岩损伤软化特征的异同;在此基础上,研究分析了页岩压缩过程中外力功、能量耗散以及能量释放机理,结合页岩特性和岩石强度破坏理论,建立了基于能量原理的页岩损伤演化本构方程:①单轴应力状态下,页岩损伤全过程可用能量原理损伤本构方程模拟;②三轴应力状态下,当轴向应力小于围压时,页岩本构关系可近似用线性方程模拟;当轴向应力大于围压时,应用基于能量原理损伤本构方程进行模拟.模型与试验结果对比分析显示,所建的模型力学参数简单,物理参数意义明确,能充分描述页岩单轴应变软化及三轴应变硬化阶段变形特征.     

湿喷混凝土可泵性、强度和回弹率的关键影响因素

为了更好地推广湿喷混凝土在矿山的应用,以提高湿喷混凝土的支护效果,基于大量室内实验及多年现场经验,对影响湿喷混凝土可泵性及强度、回弹率的关键因素开展了深入研究。详细阐述了水泥掺量、砂石原材料强度及粒级组成、微硅粉掺量、纤维类型及其掺量、速凝剂和减水剂类型及掺量,以及水灰比等因素对湿喷混凝土可泵性及强度的影响;分析了料浆水灰比、速凝剂掺量、喷枪与受喷面距离、喷枪与受喷面夹角等因素与湿喷混凝土回弹率的内在关系;根据板庙子金矿现场实践,回弹率一般为10%,湿喷混凝土28 d单轴抗压强度为362 MPa,抗弯拉强度为3.2 MPa,与干喷混凝土进行对比,各项技术经济指标明显占优,可见湿喷混凝土是喷射混凝土未来的发展趋势。     

钽铌矿尾砂胶结充填体力学特性及损伤规律研究

为了研究钽铌矿尾砂胶结充填体物理力学特性与损伤演化规律,在RMT-150C岩石力学试验系统上分别对3组不同质量分数(68%,72%,76%)的钽铌矿尾砂胶结充填体试件进行了单轴压缩和劈裂破坏力学试验;获取充填体试件各种力学参数,得到了充填体试件应力-应变关系曲线,详细分析了充填体试件整个试验过程的破坏机理,推导并构建了3组不同质量分数的充填体试件损伤本构方程和损伤演化方程。试验结果表明:充填体试件质量分数越大,拉压强度和弹性模量越大,而泊松比却越小;不同质量分数的充填体试件在峰值应力时,其损伤程度不同,质量分数越大,损伤越大;在峰值应力前,充填体试件损伤扩展较为缓慢;峰值应力后,质量分数越小,损伤扩展越快。基于应变等价原理建立的尾砂胶结充填体单轴压缩状态下的损伤本构方程与损伤演化方程能够较好地描述充填体试件的损伤演化规律和破坏过程,且由本构模型建立的理论曲线与通过试验拟合得到的曲线吻合度较好。研究结果对钽铌矿尾砂充填采空区确保矿山安全生产具有一定的工程指导意义。     

U型约束混凝土拱架力学性能及变形破坏机制试验

针对深井高应力巷道支护难题,基于常规U型钢拱架设计了一种U型约束混凝土(UCC)支护系统。为明确支护系统核心构件UCC拱架的力学性能及变形破坏机制,采用自主研发的地下工程约束混凝土拱架1∶1力学试验系统,并结合数值计算方法,开展了系统的试验研究。结果表明,均压加载条件下,室内试验UCC29拱架的屈服荷载为1 230 kN,极限荷载为1 310 kN,数值模拟与室内试验结果相差仅为8.86%和12.5%,拱架整体呈现“拱顶上升,拱腿内敛,整体变瘦高”的变形形态,最大变形部位在拱腿中部至起拱点位置。拱架变形破坏机制为局部强度破坏造成拱架整体失稳。现场应用效果显示,UCC拱架具有显著的围岩控制效果,为深井高应力巷道提供了一种新型支护形式。