矿井沿空留巷巷旁支护充填材料的研制与应用

在当前矿山沿空留巷巷旁充填技术的基础上,通过正交试验,分析了各原材料对沿空留巷巷旁支护充填材料性能的影响,介绍了产品应用于实际工程的简单工艺。充填材料可以最大限度地利用矿山、电厂的排放物,减少环境污染。     

高水材料巷旁充填沿空留巷技术探讨

高水材料巷旁充填沿空留巷技术是采煤工艺的一项重要改革 ,从设备选择、支护设计、充填工艺等方面进行了论述 ,与常规充填护巷技术比较 ,工艺简单、机械化程度高、护巷效果好 ,具有显著的社会经济效益。     

沿空巷旁分层充填留巷试验研究

煤矿目前在高地应力或覆岩运动剧烈的条件下,采用巷旁充填留巷方式有2点不足：刚性材料充填易造成墙体应力集中,使充填体被压裂乃至失效,裂隙发育使采空区与巷道连通引起火灾或CH4,CO等有毒有害气体泄漏;柔性材料充填易造成巷内顶板下沉过大乃至发生冒顶。为此,在华恒煤矿11508运输巷留巷时进行改进。首先建立沿空留巷巷旁侧向覆岩结构模型,计算充填体可缩量,制定巷旁分层充填留巷方案：即巷旁支护体采用2种强度等级的材料充填,上分层材料起密封作用,适应覆岩运动产生的冲击载荷,下分层材料起支护作用。通过建立力学模型计算得出下分层材料必需的支承强度,通过结构模型确定各自充填厚度。现场试验达到了预期效果。     

综放沿空留巷围岩变形特征的试验研究

掌握综放沿空留巷围岩变形规律是进行沿空留巷合理支护设计的关键之一。采用相似材料模拟试验方法，对沿空留巷才顶破断位置与形状、不同支护方式对顶板活动的影响以及相关的巷旁充填技术参数进行了初步研究。     

掺硅灰和粉煤灰对高性能胶结材料强度的影响

为了提高高性能胶结材料的强度,试验对硅灰、粉煤灰等材料的掺配比例不同时的胶结材料抗折强度、抗压强度影响规律进行了研究,结果显示：掺入粉煤灰和硅灰取代部分水泥用量,可较好地改善胶结材料的强度和工作性能。     

磷石膏基尾矿胶结充填材料研究

以磷石膏、固硫灰为主要材料,水玻璃为碱性激发剂,尾矿为细骨料,制备了磷石膏基尾矿胶结充填材料。围绕胶结充填材料的流动性、泌水性、力学性能、体积变形性能,研究胶凝材料、胶砂比、质量浓度对充填材料性能的影响,通过X射线衍射分析和扫描电镜分析研究其水化产物组成及微观形貌。结果表明：当胶结材料配比为磷石膏∶固硫灰∶水泥熟料=30∶63∶7,外掺水玻璃1.1%,胶砂比1∶2,质量浓度为78%时,成本较低,其工作性能良好,7、28 d无侧限抗压强度分别为1.06、4.48 MPa。     

综放巷内充填原位沿空留巷充填体支护阻力研究

在综放巷内充填原位沿空留巷技术基础上,根据岩层控制的关键层理论,建立综放巷内充填原位沿空留巷围岩结构力学模型,推导出不同地质条件下巷内充填体的支护阻力计算公式,并对围岩与巷内充填体之间的相互作用机制进行深入分析。研究结果表明,留巷围岩的稳定性与充填体的支护阻力和巷内支护方法密切相关。采用锚梁网索巷内支护技术结合及时巷内充填和加强临时支护等工艺措施,可形成良好的充填体-围岩共同承载体系,能充分发挥留巷围岩的自承能力,增强巷道整体性,有效减小需由充填体来平衡的围岩载荷。现场工业性试验表明,该项技术的应用是成功而有效的,综放巷内充填原位沿空留巷围岩结构力学模型和支护阻力计算公式是合理的,可在类似条件的综放工作面中推广应用。     

新型充填胶结材料的制备与性能研究

采用熟料、矿渣等材料为主要原料，添加一定量的专用外加剂配制成一种自密实胶凝材料。该材料为粉剂，使用方便，可作为新型金矿回填胶结材料。对比现在金矿上使用的回填胶结材料，不但降低充填成本，而且具有更高的早期强度。     

综放巷内充填原位沿空留巷技术

针对综放沿空留巷的技术难点,在分析综放沿空留巷围岩结构力学模型的基础上,提出了巷内充填原位沿空留巷的新技术。此项技术有两个关键方面:一是大断面全煤巷道顶煤完整性的维护;二是大体积长距离充填体的整体稳定性控制。对巷内基本支护为梯形金属支架的原有巷道,提出了实施此项新技术的具体方案。现场工业性试验表明,该项技术的应用是成功而有效的,可在类似条件的综放工作面推广应用。     

铅锌矿全尾砂胶结充填材料的强度研究

随着科学技术的发展,我国在采矿工艺上虽然在不断进步,但废弃的尾矿砂堆积和采空区塌陷依旧是矿山上的两大难题。为此,尾砂胶结充填技术已在各个采矿区普及。这种充填技术是将胶凝材料与废弃的尾矿砂均匀搅拌,配制成一定强度的充填材料固化体填充到采空区,从而减少尾砂库溃坝事故的发生,提升矿山的环境效益和经济效益。本文以铅锌矿全尾砂为骨料,偏高岭土和矿渣为一种价廉易得的掺合料取代部分水泥,提高尾砂利用率,节约水泥成本,来研究其长期的强度发展,结果表明,全尾砂-矿渣-水泥系胶结充填材料的长期强度发展较全尾砂-偏高岭土-水泥系胶结充填材料要好。     

系列活化粉煤灰胶凝材料的生产工艺研究

１ 前 言 粉煤灰在建筑、建材方面的应用,无论从技术角度,还是从经济角度看,都是好的,在政策支持上也不存在问题。目前之所以难以全面推广,主要原因在于使用不便,亦即粉煤灰产品的商品化程度较低。为此作者利用一般水平的发电厂排出的皿级粉煤灰,先后研制开发了可等量取代水泥的活化粉煤灰混凝土掺合料、砌筑水泥、地下工程水泥、油井水泥、大坝水泥、喷射水泥、路基水泥。蒸养水泥、建筑砂浆粉、免蒸免烧砖胶结料、煤矿灭火充填料等一系列专用粉煤灰胶凝材料,目的就是使得这类粉煤灰商品可以直接面向用户。２ 系列活化粉煤灰胶凝材…     

粉煤灰作新型建筑砂浆胶凝材料的试验研究

以粉煤灰为主要原料,经机械磨细后,掺人少量水泥及复合激发剂(石灰、石膏、硫酸钠等),通过正交试验,配制出强度达到27.5级砌筑水泥要求的性能良好的新型粉煤灰砂浆粉,可作为中低强度等级建筑砂浆的胶凝材料,取代水泥与石灰.     

粉煤灰作为填料的水稳性试验研究

1　概　　述 粉煤灰作为燃煤电厂的废弃物 ,堆量大、占地多 ,严重污染环境 ,已经危及到自然生态的平衡和环境保护。开拓粉煤灰的用途 ,化害为利已刻不容缓。欧美等发达国家和前苏联早在 6 0年代末就将粉煤灰用于回填和修筑路堤。我国 80年代以来 ,也已开始将粉煤灰应用于公路领域中。粉煤灰具有容重较小 ,压缩性较低以及良好的强度特性 ,因此 ,在研究粉煤灰作为路基填料的工程应用中 ,通常对粉煤灰或粉煤灰路堤的压实、压缩、强度、承载力及稳定性进行相关的试验和变化规律的研究[1] 。实际上 ,粉煤灰的水稳性 (力学指标对水的敏感性 )也是粉煤灰路堤稳定分析的重要力学特性 ,尤其对于工程施工过程中确定粉     

新型高炉矿渣基尾矿胶结材料的制备试验研究

主要探讨以炼铁高炉矿渣为原料,通过添加活化剂,制备新型尾矿胶结材料,用于矿山胶结充填。针对某炼铁高炉矿渣,通过试验筛选了合适的激发剂和早强剂,确定了对应的最佳添加量,提出了新型高炉矿渣基尾矿胶结材料的优化配合比,为高炉矿渣高附加值开发利用开辟了一条新途径。     

利用金川水淬镍渣尾砂开发新型充填胶凝剂试验研究

金川镍矿到2012年堆存镍铜炉渣3.3×10⁷ t,每年还产出镍铜渣2.5×10⁶ t。水淬镍渣提铁后每年排出1.25×10⁶ t镍渣尾砂废弃物。利用冶金废弃物开发矿山充填胶凝剂,不仅可以实现废物资源化利用,而且还能够降低充填采矿成本,提高采矿经济社会效益。针对金川水淬镍渣尾砂所潜在的活性,采用机械活化和化学活化两种方式,进行了镍渣尾砂新型充填胶凝剂试验研究。研究结果表明,镍渣尾砂、脱硫石膏、电石渣、水泥熟料的最佳比表面积分别为620,200,200,300 m²/kg。化学活化采用脱硫石膏和电石渣为主激发剂,以硫酸钠和水泥熟料为辅激发剂,由此确定了镍渣尾砂掺量为85%,脱硫石膏、电石渣、硫酸钠和水泥熟料的复合激发最佳掺量分别为5%,5%,3%和2%。外加0.156%的PC高效减水剂,配制成胶砂比1∶4,料浆浓度为79%的充填料浆,7 d和28 d充填体强度分别达到2.9,6.3 MPa,满足金川矿山安全采矿对充填体强度要求。由此可见,开发的新型充填胶凝材料可以替代水泥应用于金川矿山胶结充填采矿。     

石膏基复合胶凝材料养护制度的探讨

研究了石膏基复合胶凝材料的配比、激发剂及养护制度对制品性能的影响。结果表明,石膏-矿渣体系制品的强度和软化系数远高于纯石膏制品。最佳的养护方式是湿热养护,湿热养护可以缩短养护时间,提高生产效率,短时间内可使其抗压强度达到6.6MPa,软化系数达到0.83左右。该石膏基复合胶凝材料可用于生产高强、耐水石膏墙材。     

通水闭水灌水三种试验及应注意的问题

介绍了通水、灌水、闭水三种试验的区别，论述了闭水试验的方法，针对三种试验过程中存在的质量通病做了原因分析，并提出了相应防治措施，对建筑给排水工程具有指导意义。     

粉煤灰充填材料早龄期物理力学特性及其水化过程分析

 针对粉煤灰充填材料早期强度低、变形量大、流动性差、泌水严重等缺陷,基于电阻率法和力学特性测试法研究3种配比粉煤灰充填材料早龄期的体积电阻率、孔隙溶液电阻率、单轴抗压强度和弹性模量随时间的变化规律;结合充填材料初始孔隙度和1 d孔隙度的测试结果,对孔隙度随时间的变化规律作进一步分析。结果表明：(1) 材料的体积电阻率随时间呈升高、降低、再升高的变化规律,孔隙溶液的电阻率随时间呈先急剧下降后趋于稳定的变化规律,但材料的电阻率变化在时间上和数值上受粉煤灰掺量的影响;(2) 材料的单轴抗压强度和弹性模量随水化时间的延长而增大,随粉煤灰掺量的增加而降低;(3) 材料的孔隙度随水化时间的延长呈负指数规律降低,随粉煤灰掺量的增加先降低后增加;(4) 在水化后期,材料的单轴抗压强度和弹性模量与其体积电阻率呈对数相关;(5) 材料早龄期的水化过程可分为吸附期、溶解期、凝结期和硬化期4个阶段。研究结果为进一步了解、改善粉煤灰充填材料早龄期的物理力学特性和实现材料特性的无损检测提供了一定的理论与应用参考。     

矿渣粉煤灰基地质聚合物材料的激发特性研究

为探究不同碱性化学试剂对矿渣、粉煤灰的活性激发效果以制备优质的地质聚合物材料,选取NaOH(NH)、KOH(KH)、Na2CO3( NC)、K2CO3(KC)四种常见的固态碱,以单掺、复合掺两种方式得到了10种不同类型的碱激发剂,并在不同碱激发剂的状态下制备了粉煤灰与矿渣的比值(Fly ash-Slag Ratio,FSR)为0.6、碱掺量(Alkali Content,AC)为6.0％、复合碱组分间的比例n=1.3、胶水比(Binder-Water Ratio,BWR)分别为2.8和3.2的两组净浆试件,测试了标准养护3、7、28 d的静态力学性能,并从综合性能、经济性两方面进行对比研究.结果表明:苛性碱与碳酸盐复合类作为碱激发剂在激发效果方面表现出了“超叠加效应”,成功地解决这两类碱在单独作用时的弊端,能充分发挥矿渣、粉煤灰复合胶凝材料的潜在活性,相对地提高了利用率；从激发的综合性能的角度来讲,NH与KC复合碱方案为最优,但结合经济性评价,权衡性能和成本两方面因素,最佳碱激发剂配制方案为NH与NC的复合碱.由此可见,采用NH与NC复合碱组分可制备性能优越、经济的地质聚合物材料.