改性粘土浆的试验研究

为取代矿区注浆帷幕截流工程所需的大量水泥，试验研究了改性粘土浆的塑性强度及影响因素，比重与粘度、稳定性等性能，进行了经济效益分析，并作出了综合评价。     

改性粘土浆的基础理论研究

探讨了改性粘土浆加促进剂前后的流变性能和浆液固结机理。认为浆液剪切稀释作用有利于注浆工程,改性粘土浆塑性强度主要受原浆浓度、促进剂和结构剂用量的影响,其流变性能和结石体的墙水性能明显优于水泥浆。     

矿山治水改性黏土浆高压固结机理研究与应用

基于因地制宜、绿色环保的要求,矿山帷幕注浆领域越来越多的采用黏土类注浆材料,黏土类注浆材料的非工业成品特点使之在性能上与传统注浆材料有较大差异。为了开展非工业成品注浆材料固结机理研究,建设了专门的注浆材料高压固结装置,并在此基础进行了相应试验。试验结果表明,高压注浆状态下,给定配比改性黏土浆液固结时间约为110min,固结体结构为复合结构形式,根据此结果计算注浆浆液扩散半径为纯水泥浆液的3.375倍,也在现场工业试验中得到了验证。该试验装置、试验方法及研究结果为改进现有注浆工艺提供了技术支撑,为帷幕注浆领域新材料研究与应用提供了借鉴。     

水泥粘土浆在地下的固结与硬化

简要介绍了高压喷射灌浆新技术的原理,重点论述了水泥粘土浆在地下的固结与硬化机理,并以工程实践作了验证。     

溶洞充填用多固相改性粘土膏浆制备工艺及应用

在以碳酸盐岩含水层为主的岩溶矿区实施矿山堵水帷幕注浆的工程中,注浆钻孔常常揭露大型岩溶裂隙或溶洞,为了节约注浆材料并保证充填效果,一般采用先投放骨料后注浆的方式进行治理,但施工效率较低。因此,提出在常规改性粘土浆液的基础上,通过增加基浆比重,同时添加结构剂、速凝浆及增稠剂等多种组分,实现了以改性粘土膏状浆液携带多种骨料进行溶洞充填的制浆灌注工艺,投料和灌浆的同时施工明显提升溶洞处治效率,山东某金矿帷幕注浆工程的应用证明,该工艺比常规治理方法效率高,同时能有效节约注浆材料,具有保证质量和节约成本的双重作用。     

帷幕注浆在凡口地区矿山堵水中的应用

对在强动水条件下进行帷幕注浆的施工方法进行了介绍.主要包括防渗的方法及原理;注浆的方法原理;浆液的选择;使用的材料以及效果检验.实践表明,帷幕注浆在矿山防渗堵漏中,是一种经济、有效的手段.     

大水矿山截水帷幕注浆工程施工关键技术

大水矿山开采的难点之一是防治水,如何进行有效治理乃是困扰这些矿山开采的重要课题,也是一项系统性工程。通过对新桥硫铁矿二期扩建防治水工程的实践,重点讨论了新型粘土改性固化浆液帷幕注浆工程成功应用的经验,对富水矿山的治理工程进行了有益探索,具有探索性的意义。     

高压喷射注浆法在湿软粘土层地基中的应用

通过对武钢硅钢片厂主厂房地基处理及基础方案的论证，论述了复杂场地条件下的地基处理方案确定过程和高压喷射注浆法应用于湿软粘土地层的设计、检测程序及其可行性。     

云南卡房尾矿库固结试验与机理研究

随着国内矿山的开采规模不断扩大,尾矿库的安全问题越来越受到关注,而尾矿颗粒的固结程度又直接影响着尾矿坝体的稳定性,所以对其进行研究十分必要。以云南卡房尾矿库为例,通过室内试验模拟该尾矿库中尾粉砂及尾粉土的淋滤固结过程,分析了固结方式、淋滤方式、淋滤次数对砂土体固结程度的影响。试验结果表明:尾矿液淋滤后的砂土体的沉降量及力学指标比清水淋滤后的砂土体高,固结程度更强;随着单次淋滤时间和总淋滤次数的增加,砂土体的沉降量会逐渐增大,但沉降速率会逐渐降低并最终趋于稳定。通过对尾矿颗粒微观结构的观测和对水化学场的变异分析,推演了卡房尾矿库的化学固结过程。通过对卡房尾矿多种固结作用机理进行综合分析得出:卡房尾矿库存在自重固结、淋滤固结、化学固结等多种固结形式,尾矿砂土的沉降及力学指标的提高是3种形式共同作用的结果,淋滤及化学固结作用往往发生在饱和—非饱和状态交替的区域,无交替状态的区域则由自重固结主导;淋滤固结对于浅部尾矿影响较大,化学固结对深部尾矿影响大。上述分析对于尾矿颗粒固结特性的理论研究及实践应用有一定的借鉴意义。     

粘土水泥浆性能及其堵水机理的研究

为了取代单液水泥浆，促进粘土水泥浆的推广应用和控制不同注浆条件下浆液参数达到理想的堵水效果，研究了粘土水泥浆的密度规律、流变性及其影响因素，粘土水泥浆的稳定性、塑性强度测定原理，分析了粘土水泥浆的凝结特性及原理、堵水机理．粘土水泥浆具有粘性、塑性、弹性三态变化规律，粘性是浆液扩散、流动的前提，浆液属于宾汉姆流体；塑性状态下，塑性强度增长，可防止浆液超扩散和被水稀释冲走；弹性状态确定了防水帷幕的强度     

特厚黏土层冻结压力研究与应用

实测了河南赵固一矿主、副、风井197～507 m共7个黏土层的冻结压力。测试结果表明,冻结压力随测层埋深增大,同一层位的冻结压力呈非均匀分布,局部存在较高的集中应力。分析了特厚黏土层冻结压力变化规律及显现特征。应用黄金分割理论确定测层冻结压力值,提出了不同深度冻结压力参考值。     

混合浆液在高压条件下对初凝时间的影响研究

在高围压条件下,把改性黏土混合浆液灌注入受损地质体已成为应用最为广泛的注浆方法之一,但因高围压排水条件下浆液初凝时间测试方法的缺失,混合浆液初凝时间研究较为困难,因此通过自主研发的浆液固结试验平台,对高围压条件下改性黏土混合浆液初凝时间进行了相关研究,以指导现场生产。     

岩溶矿床帷幕注浆截流新技术

岩溶矿床地下水害的防治一直是矿山防治水界的一个难题,而传统的帷幕注浆技术存在堵水率低、投资高、针对性不强等问题。以新桥矿为例,总结了我院在帷幕注浆截流技术方面取得的新进展,包括运用数值模拟技术对帷幕进行优化设计及动态指导、采用超声波透视技术探查导水通道并指导布孔、大量使用改性粘土浆控制浆液扩散。     

复杂地层高压旋喷护壁堵漏技术的研究与应用

借鉴复杂地层高压旋喷护壁堵漏技术设计了一种带有特殊喷嘴的旋喷钻具,在复杂地层钻进,尤其是多层段复杂地层和深部复杂地层钻进时,泥浆护壁失效的情况下,将该钻具下到复杂孔段,利用泥浆泵将水泥浆液压入,通过旋喷钻具连续旋转喷射出高压水泥浆切割坍（垮）塌孔段孔壁,使不稳定孔壁的破碎岩土崩落掉块与水泥浆混合,候凝后,在坍（垮）塌孔段形成直径不规则的柱状水泥岩土混合体,重新钻穿后,形成有一定强度的“水泥套管”,从而达到同径护壁堵漏的目的。详细介绍了该项技术的旋喷钻具的设计、水泥浆液配方、工艺原理、技术要点、操作要领及生产应用效果。     

高压喷射注浆技术在灰岩地区的应用

介绍了高压喷射注浆技术的应用历史、工作机理及其在灰岩地区的应用实例。     

高速快开式隔膜压滤机在浮选尾煤中的应用

分析了镇城底矿选煤厂煤泥水系统因处理量和煤泥量增大,压滤机设备老化且超负荷运转,处理量达不到设计指标,循环水浓度大的问题.经改造采用快开式隔膜压滤机处理煤泥,增大了尾煤的处理量,系统内全部煤泥得到及时处理,降低了循环水的浓度,解决了制约选煤厂生产中的难题.     

波兰EMAG矿压监测系统功能及应用

波兰EMAG矿业电气自动化中心研制的ARIMIS M/E井下微震监测系统、ARES-5/E地音监测系统、GEOTOMO长壁工作面超前支承压力监测系统等5种产品,可以分别从采动空间远场、近场、工作区域以及地面全方位的对冲击现象进行实时监测,为矿压防治工作提供准确的数据,对保护职工安全、提高生产效率起到了一定作用.     

饱和黏土高压压缩特性的微观机制——研究现状与思路

通过归纳分析发现,适用于描述常压条件下黏土压缩特性的扩散双电层理论和不平行板模型均不能对高压条件饱和黏土的双线性压缩特性进行解释。将黏土的孔隙划分为团聚体间、颗粒间及颗粒板内三层面可很好地对饱和黏土的高压压缩过程进行定性描述：高压条件下,除团聚体间及板间扩散双电层两部分的自由水分子的排出外,晶层间规则排列的结合水分子也将被逐层挤出。而该小间距条件下,基于扩散双电层机制的理论解释已不再适用,且由于水分子与晶层间的特殊结合,其他Non-DLVO作用力的出现亦必须重新加以考虑。基于此,提出了从理论上利用格子密度泛函理论描述黏土矿物界面外水分子的特殊结合形态,并嵌入该格子模型于分子动力模型中,从分子尺度研究高压条件下水-界面间的相互作用,从而最终建立基于分子层面黏土高压压缩本构关系的新思路。     

深部奥灰水特性及其浓缩后在奥灰水害防治中的应用

减少矿井水排放、降低底板注浆费用,以深部奥灰涌出水改性底板注浆材料为研究对象,测试了矿井水的常规离子、悬浮物、微量元素,研究了矿井水加热浓缩后的水质变化特征,对比测试了浓缩矿井水改性黏土浆液和水泥净浆的水理和物理力学性能,并基于改性黄土的膨胀界限抗渗强度设计实施了工作面注浆工程。研究结果表明:矿井深部奥灰水有高矿化度、富含悬浮物、其他特殊物质不超标、高永久硬度等特征,其浓缩后有利于改性浆液的钙离子、硫酸根离子、氯离子等富集,不利于浆液改性的碳酸氢根离子浓度降低,用于改性黏土浆液使得双电层结构絮凝,提高了土样抗压强度,降低了渗透性,用于改性水泥净浆,水泥初凝时间缩短,1,3,28 d强度分别提高1.7~3.3,5.3~7.7,8.3~17.1 MPa。改性后黄土膨胀界限抗渗强度提高了19.5%,应用工作面在减少16%的注浆量下安全回采了煤炭资源。