矸石膏体充填开采相似模拟

矸石膏体充填是一种集"减沉"、"减排"与"高回采率"为一体的新型环境相容的开采技术措施,也是绿色开采技术体系的重要组成部分。以某煤2351工作面为原型,采用相似模拟实验用膏体对采空区进行充填,采取边采边充的方式,研究了膏体充填条件下覆岩的动态破坏过程、覆岩的破坏形态及回采过程中围岩受力分析。实验表明:充填开采时上覆岩层仅发育裂隙带和弯曲带,垮落法开采时的直接顶在充填开采时转化为基本顶,工作面来压现象不明显,基本顶以上的岩层是以离层的形式向上发展的。     

膏体充填开采相似材料法覆岩应力发展规律研究

该文以级索煤矿16煤层16E104充填工作面为试验原型,采用相似材料模拟的方法研究充填采场覆岩应力的发展规律,结果表明充填采场顶板与底板的应力发展规律有一定的相似性,采场顶板应力经历着从"V"型分布向"U"型分布的转化过程,顶底板的应力大致可分为应力集中区、卸压区和应力恢复区三个区域。本文的成果可以作为现场实测研究和数据分析的基础,还可以为充填采场覆岩沉陷控制提供理论依据。     

全尾砂碎石膏体充填材料试验研究

通过全尾砂碎石膏体充填材料的试验研究．初步确定了全尾砂碎石膏体充填料荣的合理配比和浓度．为碎石在膏体充填技术中应用提供有用的技术参数．也为矿山进一步进行生产试验提供可靠的试验依据.     

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。     

张赵煤矿尾砂膏体充填技术研究与应用

为释放村庄下压煤,提高资源回采率,减少开采引发的环境破坏,根据张赵煤矿生产地质条件,提出利用尾砂膏体充填技术对102采区进行跳采充填,采5m,留煤柱15m,待充填后再对15m煤柱进行分段回收充填。介绍了尾砂膏体充填过程中密封墙的砌筑、充填管路铺设、管路清洗和制浆工作等。充填后实测分析表明,采区上方地表下沉系数为0.10,最大下沉量为240 mm,最大水平变形为0.8 mm/m,最大倾斜值为2.2mm/m,充填效果较好。     

薄煤层超高水材料充填开采相似模拟试验研究

以山东某矿煤岩赋存条件为原型,取线性比Cl=1/150、时间比Ct=1/150、强度比CR=143×10 -3进行了薄煤层（厚度1.2 m）超高水材料充填开采相似模拟试验研究。设计了试验参数及超高水材料在模型采空区的充填方法,揭示了薄煤层超水材料充填开采采场覆岩及地表活动规律,并与类似条件下的垮落法开采进行了对比。结果表明：与垮落法开采相比,超高水材料充填开采时工作面超前支承压力的影响范围缩小且峰值明显降低,工作面后方上覆岩层稳定时间缩短,没有出现垮落带与明显断裂带;该技术能将地表移动和变形控制在规定要求的范围内,提高充填率有助于降低覆岩活动与地表变形程度。     

膏体充填开采孤岛煤柱覆岩移动规律研究

为分析膏体充填开采孤岛煤柱覆岩移动破坏规律,确定充填开采控制地表沉陷的充填率阈值,基于充填膏体作用机理,并结合现场地质条件,采用相似材料模拟和理论分析,研究了采用充填法和垮落法开采孤岛煤柱分别引起来的覆岩移动规律,根据地表变形规律分析了充填开采控制地表沉陷的充填率阈值,并通过现场实测进行了地表下沉分析。     

孤岛煤柱矸石膏体充填开采相似材料模拟

根据相似原理,通过相似材料试验,对孤岛煤柱矸石膏体充填开采过程中支承压力分布规律以及采场围岩相互关系进行了研究。结果表明矸石膏体充填并没有改变工作面煤壁前方应力赋存状态,仅仅是改变了应力大小;随着工作面推进,采场形成"煤柱-充填体-煤壁"支承结构共同支护顶板,而充填体对煤柱提供侧向约束作用,既可提高了煤柱的稳定性,又可减小了煤柱的宽度,提高煤炭回收率。     

膏体充填开采滞留煤柱中覆岩移动规律的模拟研究

为了找出膏体充填开采滞留煤柱中的覆岩移动规律,在膏体充填体支护理论的基础上,结合现场煤矿地质环境,通过充填材料物理模拟来研究垮落开采法和充填开采法的覆岩移动规律,为充填体稳定性提供保证,有利于控制地表沉陷和生产安全.     

某铅锌矿全尾砂膏体充填材料试验研究

为建立全尾砂膏体充填系统,需对膏体充填材料进行试验研究。试验研究包括分析全尾砂理化性质、进行絮凝沉降试验、坍落度试验、单轴抗压强度试验。试验结果表明,该铅锌矿全尾砂作为充填骨料是可行的;絮凝剂的合理添加量为20g/t时,沉降效果最佳。膏体充填料适宜泵送充填质量浓度为81%,根据充填地点和目的,采用不同灰砂比的全尾砂膏体充填料进行充填。     

全尾砂膏体充填粉煤灰活性效应研究

为降低膏体充填成本,提高粉煤灰利用率,以粉煤灰替代部分水泥作为膏体胶凝剂。通过化学方法激发粉煤灰活性,设计了激发剂选型实验和优化配比实验,研究了化学激发下掺粉煤灰膏体强度的变化规律,旨在解决掺粉煤灰膏体早期强度低的问题。结果表明:三乙醇胺、NaOH、CaO能有效提高粉煤灰活性,而Ca(OH)2、Na_2SO_4、CaSO_4·2H_2O和CaCl_2对粉煤灰活性激发效果不明显。不同龄期三乙醇胺的最佳掺量一致,为粉煤灰质量的1.2%;Na OH激发时掺粉煤灰膏体不同龄期的强度随其掺量增加不断提高,掺量超过3%时,强度增长速度逐渐降低;不同龄期的CaO最佳掺量不一致,3 d最佳掺量为4%、7 d为2%、14 d和28 d为6%,CaO激发膏体后期强度不显著。     

极近距离煤层上行开采相似材料模拟实验研究

采用相似材料模拟实验方法,对淮北矿业集团朔里煤矿极近距离煤层上行开采的可行性进行研究。研究表明:上覆3煤的开采对4煤未造成破坏;下伏5煤开采后形成的冒落带高度约7.7 m,4煤处于5煤开采后形成的裂缝带下位,在层间岩性、软硬岩互层结构和垮落矸石的联合作用下,4煤整体保持连续和完整,仅在5煤采空区边界上方小范围内出现纵向台阶下沉,在采取一定安全措施后不影响4煤开采,因此该矿上行开采4煤是可行的。     

“两硬”大采高采场覆岩运动规律相似材料模拟研究

根据星村煤矿3302综放工作面的地质资料和开采技术,在几何比1∶100的条件下制作了3 m×0.3 m×1.8 m的相似模拟材料模型,在模型的正面不同层位共布设了8层位移基点,用电子经纬仪来观测岩体在开采过程中的位移变化情况;共布置6条间距200 mm的压力水平测线,通过压力传感器来监测覆岩的支承压力。实验室内相似材料模拟实现了对煤层开采过程中覆岩运动的全程观测。     

近距离煤层群上行开采相似材料模拟试验研究

基于某矿上行开采的要求,为获得下组煤开采后覆岩破坏高度及裂隙带发育高度,进而研究特定地质条件下近距离煤层群上行开采的可行性,采用物理试验的方法对下组煤开采后覆岩的破坏高度及裂隙带发育高度进行了模拟研究,并分析了受采动影响的顶板矿压显现规律、覆岩破坏特征、围岩应力场及位移场的变化规律.结果表明:覆岩破坏高度约为18.4 m,裂隙带发育高度约为49.3m,上组煤处于下组煤裂隙带的中上部.因而,以上覆岩层“三带”判别法为依据,初步判定采取一定安全措施后该矿上行开采方案可行.     

铀尾砂膏体充填材料的流动性能研究

对不同灰砂比、膏体浓度、减水剂含量的铀尾砂膏体充填材料进行了坍落度试验和粘度试验, 并结合CFD方法对铀尾砂膏体充填材料流动性能进行了数值模拟研究。试验结果表明, 铀尾砂膏体充填材料满足管道输送的最优配比为:质量浓度75%、灰砂配比1∶5、减水剂含量0.6%~4.4%; 最优配比下屈服应力53.96~131.38 Pa, 塑性粘度0.866~1.325 Pa·s。数值模拟结果表明, 铀尾砂膏体充填材料的管道阻力损失随质量浓度增加呈非线性增大, 随流速增加呈线性增大, 随管径增加呈非线性减小, 随管道弯曲半径增加呈非线性减小。     

浅部条采老采空区受荷载影响的模拟研究

采用相似材料模拟试验研究了建筑荷载影响下的条采老采空区覆岩和煤柱失稳破坏过程。研究表明:随着荷载增大,老采空区覆岩和煤柱在附加应力作用下变形破坏,在采空区上方地表加载时,覆岩呈"鼓形"破坏形态,而后岩层断裂垮落;在煤柱上方地表加载时,煤柱受压缩在边界上方发育高角度纵向裂缝,而后采空区覆岩垮落失稳,沿发育的裂缝切冒至地表。     

面向膏体充填尾砂浓密的絮团结构研究进展综述

膏体充填的技术难题之一是如何在尾砂浓密环节制备出浓度稳定、适宜的底流,从而满足后续工艺环节的需要,以期为矿山安全高效生产提供技术保障.但实际工程中尾砂浓密的底流浓度常常不稳定,基于国内外尾砂浓密领域的最新研究进展发现,底流浓度除了受浓密工艺的宏观因素影响外,根本原因取决于浓密脱水过程中的絮团微细观结构.为此通过综述国内...     

新增荷载对采空区影响的相似材料模拟实验研究

以相似材料模型为基础,对老采空区上方进行多次分级加压,采用XJTUDP系统进行观测处理,得到了不同荷载下地表的变形规律以及相同荷载作用下不同岩层的变形规律,并通过回归分析得出了老采空区在新增荷载作用下地表下沉的预计公式,能够为老采空区上方新建建筑物的评价和治理提供一定的依据。