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为研究废石胶结充填体的孔隙特征和强度变化规律,对不同灰砂比和不同废石粒径比的废石胶结充填体进行了核磁共振和单轴压缩试验,基于能量释放与耗散原理,将室内废石胶结充填配比试验与贵州长田簸箕田1#矿实际开采情况相结合,分析废石胶结充填体与围岩的匹配程度。结果表明,充填体灰砂比大于1∶3时,充填体的孔径分布和孔隙度对废石粒径比不敏感,灰砂比小于1∶3时,充填体的孔径分布和孔隙度受废石粒径比作用显著;随着灰砂比的减小,充填体的单轴抗压强度呈先增大后减小的趋势,废石胶结充填体灰砂比为1∶2时,其单轴抗压强度达到最高值;在相同灰砂比的充填体中,废石粒径比3∶2为最优配比。基于上述试验结果,通过充填体损伤理论对充填体的变形能进行进一步分析计算,并结合贵州长田簸箕田1#矿围岩开挖实际情况,将试验中第9组废石胶结充填体(灰砂比为1∶3,废石粒径比为3∶2)应用到该矿最合理。 相似文献
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为研究提钛炉渣替换水泥全尾砂胶结充填体的最佳配比及力学性能,以提钛炉渣(TBS)、铁基全尾砂(IFT)和水泥(P.O 42.5R)为实验材料,在分析该提钛炉渣的粒径级配组成、成分等物理化学特性的基础上,制备灰砂比1∶4、1∶6、1∶8和提钛炉渣掺入替换比为40%、50%、60%、70%、80%的充填体试样,测定了养护龄期分别为7 d、14 d和28 d时的充填体单轴抗压强度。实验结果表明:充填体的抗压强度与养护期龄正相关;相同养护时间下,充填体的单轴抗压强度随着灰砂比的增大而增大;随提钛炉渣替换比增大,充填体28 d强度先增大后减小;当提钛炉渣替换比为50%时,灰砂比1∶8、1∶6、1∶4的充填体28 d抗压强度分别为1.8 MPa、 2.5 MPa、4.0 MPa,均超过未添加提钛炉渣的试块强度,表明掺入提钛炉渣对充填体的28 d强度具有明显的提升作用。研究结果表明,提钛炉渣可开发为矿山充填胶凝材料,从而降低矿山充填成本。 相似文献
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为研究骨料类型对胶结充填体强度的影响规律,在室内开展了以全尾
砂、尾砂—河沙及尾砂—废石为
骨料的胶结充填体力学性能试验,分析了不同骨料类型下的充填体强度演化
特征,并结合矿山对充填体强度指标的
设计要求推荐了相应的骨料类型和配比参数。 研究结果表明:采用全尾砂
作为充填骨料时,砂灰比的增大会降低充
填体强度,而料浆浓度的增大能够提高充填体的抗压强度,并且浓度的增加
更有利于改善充填体的早期抗压强度;采
用尾砂+河沙作为充填骨料时,三因素对充填体抗压强度的影响程度为砂灰
比料浆浓度河沙含量,并且砂灰比的增大
同样会降低充填体强度,浓度及河沙含量的增大有利于提高其强度;采用尾
砂+废石作为充填骨料时,三因素对充填
体 3、7、28 d 抗压强度的影响程度为砂灰比料浆浓度废石含量,砂灰比的
增大会降低尾砂废石胶结充填体强度,浓度
的增大有利于提高充填体强度。 综合充填体强度及坍落度的测试结果,建
议采用尾砂+废石作为矿山的充填骨料,配
比参数可设计为灰砂比 1 ∶6、料浆浓度 76%、废石含量 10% ~ 15%。 相似文献
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根据矿山实际情况,采用正交试验方法研究了充填浓度、灰砂比、粗骨料含量和养护龄期等因素对胶结充填体单轴抗压强度的影响规律。结果表明,随充填浓度、养护龄期和灰砂比的增大,充填体强度呈增长趋势。由于尾砂细颗粒无法有效填充粗骨料之间的空隙,粗骨料含量在70%~85%时,随粗骨料含量的增加,充填体强度呈下降趋势。现有条件下粗骨料含量70%为最佳值,但粗骨料的种类和级配还有进一步优化的空间。极差分析结果表明,灰砂比对充填体强度的促进效果最显著,其次是充填浓度和养护龄期。实践中应尽量提高充填浓度和养护龄期,对采空区的不同位置采用不同的灰砂比,以实现提高充填体强度、降低水泥成本的目的。研究结果可为矿山充填实践提供指导。 相似文献
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为保证某矿特大型采空区的稳定性,最大程度回收采空区内的矿柱,采用工程类比法和理论计算法分别得出设计的充填体强度为2和1.5 MPa,根据设计强度得出灰砂比在(1∶4)~(1∶8),对充填体两侧进行受力分析后,应在采空区受力较大的顶底板处适当提高灰砂比,使设计充填体的抗压强度高于该处的实际受压强度,采用经验公式和杨辛公式进行充填体自立强度计算比较,得出40 m高充填体的设计强度为1.664 MPa。结果表明,3#矿体采空区最下部采用灰砂比1∶4胶结充填,然后逐步下降至灰砂比1∶8进行充填;在中段水平位置采用灰砂比1∶4胶结充填,充填高度不小于6 m;在距离采空区顶部2~3 m采用较高的灰砂比,甚至是水泥砂浆进行充填;可获取最佳的充填效果,保证矿山安全持续生产。 相似文献
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为探究红牛铜矿全尾砂胶结充填体强度特性,以充填料浆浓度、砂灰比、养护龄期为影响因素,基于均匀设计试验方案开展了充填配比试验,并对试验结果进行了非线性回归分析。结果表明:均匀设计试验方法可靠性高;对充填体强度的影响程度大小排序为砂灰比、养护龄期、充填料浆浓度;充填体单轴抗压强度随养护龄期、充填料浆浓度的增大而增大,随砂灰比的增大而减小。 相似文献
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某铁矿采用空场嗣后胶结充填采矿法开采厚大矿体,为控制充填水泥用量以降低充填成本,选用了一种原料来源广、成本低的新型矿用胶凝材料。为对比分析该矿用胶凝材料与原用水泥对充填体强度影响,首先测试了充填尾砂、充填用水的基本物理化学性质,对比了该新型胶凝材料、原矿用水泥PC 32.5标准水泥的物理力学性质,并利用该新型胶凝材料和原矿用水泥与充填尾砂进行了配比试验,测试了不同砂灰比(4、6、8、10、12)、充填料浆浓度(66%、68%、70%、72%、75%)和养护龄期(7、28、60 d)条件下胶结充填体的单轴抗压强度,确定了该低成本的胶凝材料可完全替代原矿用水泥获得同等的充填体强度。此外,利用扫描电镜(SEM)分析了不同配比参数胶结充填体的微观结构,从水化产物的微观组成方面解释了该新型矿用胶凝材料的适用性。 相似文献
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根据月山铜矿的充填胶凝材料选择和充填料配比参数设计,开展了全尾砂新型胶凝材料胶结充填体和水泥胶结充填体的强度对比试验。通过研究全尾砂的基本物理力学特性,并在此基础上采用全面试验法测试了不同灰砂比、不同料浆浓度全尾砂充填体试块单轴抗压强度。结果表明:该铜矿全尾砂的中值粒径为d50=0.0426mm,大于0.074mm的尾砂占36.8%,全尾砂颗粒细;灰砂比1∶6、浓度70%、28d养护龄期的水泥胶结试块抗压强度为1.32MPa,而相同条件下新型胶凝材料胶结试块抗压强度是水泥胶结试块的3.53倍即4.66 MPa。因此,提出了适合矿山的胶结充填参数:推荐充填料浆浓度68%~70%,新型胶凝材料与全尾砂之比为1∶6~1∶8进行工业充填试验。工业试验结果表明,1#和2#钻孔充填体试样强度均能够满足月山铜矿对充填技术和充填质量的要求,且强度仍有富余,建议矿山进一步优化充填料配比,减少胶凝材料用量,从而节约充填成本。 相似文献
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充填体单轴压缩韧性性能试验研究 总被引:14,自引:0,他引:14
对安庆铜矿特大型采场不同灰砂配比的充填体进行了无侧限单轴抗压试验,根据试验测得的单轴压缩韧度参数,了解了胶结充填体的韧性性能。分析了充填体韧性指数性质的变化及其规律,认为矿山保证充填体完整性最现实的要求是使充填体具有较高的残余强度。这一结论对矿山提高充填体质量具有一定的指导意义。 相似文献
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采场充填体与围岩接触面处的强度参数对研究采场充填体应力分布及其揭露稳定性具有重要意义。本文对全尾砂胶结充填体与花岗岩光滑面形成的充填体—岩石接触面试块进行了直剪力学试验研究,从充填体灰砂比(1:4、1:10和1:20)、养护龄期(7d和28d)及接触面法向应力(50kPa、100kPa和150kPa)、三个方面研究对比了接触面的剪切峰值强度和残余强度,探索了接触面的内摩擦角和黏聚力的相互关系。结果表明:充填体-岩石接触面的峰值剪切强度和残余剪切强度均随法向应力的提高而线性增加;接触面的峰值剪切强度随灰砂比、养护龄期的增加而显著提高,但接触面残余剪切强度随灰砂比和养护龄期的改变基本无敏感性;接触面的内摩擦角明显大于等配比和龄期充填体的内摩擦角,而接触面的黏聚力则小于等配比和龄期充填体的黏聚力,并得出了接触面内摩擦角和黏聚力分别与等配比和龄期充填体内摩擦角和黏聚力的线性相关换算关系。 相似文献
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充填体在采场内由于被围岩包围,其力学性能与实验室单轴压缩条件下不同。为了研究采场充填体的力学性能及规律,提出了不同灰砂比充填体在侧限约束条件下的分级单轴压缩固结试验,分级压力为1kN(0.2 MPa)、2kN(0.4 MPa)、4kN(0.8 MPa)、8kN(1.6 MPa)、16kN(3.2 MPa)、32kN(6.4MPa)、64kN(12.8MPa)、128kN(25.6MPa)。试验结果表明:随着固结压力的增大,充填体压缩量呈线性增加,灰砂比对充填体压缩量影响不明显;固结应力与压缩率呈二次函数曲线关系;固结前后充填体的单轴抗压强度增加明显,28d龄期强度值增加幅度达24%以上。最后,采用SEM对充填体固结强化机理进行了分析。 相似文献
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采用高阶段空场嗣后胶结充填法的矿山,充填设计常采用不同配比的尾砂胶结充填体进行分层充填。通过室内试验,对灰砂比为16、18的尾砂胶结充填体进行分次充填并测试其单轴强度;对配比一定、浓度不变时的充填体的单轴强度实测值进行拟合,得出了充填体分层数与其单轴抗压强度的非线性回归方程,并剖析了分层充填体破坏时产生端部效应的机理。采用RFPA软件模拟了某铁矿分层充填体的破坏过程,数值模拟结果与试验结果相符,验证了分层充填体端部效应破坏理论的正确性。 相似文献
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为了提高采空区充填体的力学性能,对加入玄武岩纤维的尾砂充填体进行抗压强度试验,研究不同纤维掺量、灰砂比和养护龄期对充填体的抗压强度影响规律,构建充填体损伤本构模型并分析其能量耗散规律。研究结果表明:玄武岩纤维的加入能够明显提高尾砂充填体的抗压强度,随着纤维掺量的增加,充填体的抗压强度呈先增大后减小的趋势,且最优掺量为0.4%,对比素尾砂充填体强度提升了13.277%~24.865%。纤维充填体峰后残余强度较高,引入损伤修正系数的损伤本构模型能合理表述纤维充填体峰后残余强度,根据损伤本构模型可得到充填体的峰值比能演算模型,适量掺加纤维可以提升充填体的峰值比能并减少能量耗散。玄武岩纤维能提高充填体的力学性能,强化矿山采空区充填效果。 相似文献