大掺量粉煤灰充填材料优化配比及性能研究

为获得一种经济、环保、高性能的浆体充填材料,以粉煤灰作主要材料,水泥、矿渣、石灰为辅助材料,采用正交试验方案,进行粉煤灰充填材料优化配比试验,探讨了水泥掺量、粉煤灰掺量、料浆质量浓度、石灰掺量对充填体流动性、凝结时间、抗压强度的影响,并对测试结果进行极差分析,结果表明:当水泥∶矿渣∶粉煤灰=6∶4∶90,石灰掺量为2%,质量浓度为62%时,充填材料各项性能指标均达到最优。     

煤矸石制充填材料配比试验探究

针对充填开采高成本的问题,本文以锦丘煤矿提供的煤矸石、粉煤灰固体为骨料,以水泥为胶结剂,进行充填材料试验探索。试验结果表明:胶结体中,煤矸石和粉煤灰最佳配比为5∶1,单体水泥用量为0.23～0.27 t/m3,浓度为76%时,材料可以达到较高应用强度。     

掺粉煤灰的混合充填骨料配比优化实验

针对某矿山采用混合粗骨料存在充填料浆分层离析的问题,通过添加粉煤灰细骨料来优化骨料级配.首先对充填材料进行物化分析,并在此基础上开展不同粉煤灰掺量的混合骨料粒径级配分析,然后进行掺粉煤灰混合骨料充填体强度实验,实验结果表明:充填体强度随着料浆浓度与粉煤灰掺量的增加而提高,强度改善明显;掺入适量粉煤灰细骨料,能有效改善粒径级配,提高充填体强度.最后以单位充填成本为优化目标,以各龄期强度为约束条件建立优化模型对混合骨料充填配比进行优化,得出满足充填强度要求的最低成本方案,即粉煤灰掺量26％、胶凝材料添加量为286 kg/m3,料浆浓度为81.36％时充填材料成本最低,并以此进行验证实验,得到3d强度为1.56 MPa,7 d强度为2.86 MPa,28 d强度为6.9 MPa,塌落度25.6 cm,分层度3.1 cm,泌水率为5.7％,均满足矿山要求,此时充填成本为124元/m3,较原来的145元/m3降低了 14％.     

煤矿高浓度胶结充填材料配比优化分析

汾西矿业有限公司新阳煤矿的高浓度胶结充填材料主要由煤矸石、粉煤灰、水泥和水4部分组成。针对高浓度胶结充填材料配比的优化,为了减少试验次数,提高实验的精确程度,对实验数据采用正交试验法进行处理。结果表明:当粉煤灰∶水泥∶煤矸石为2∶1∶4.8,料浆浓度为78%时,高浓度充填料浆坍落度为252 mm,泌水率为4.9%,充填体28 d强度为4.21 MPa,可以满足煤矿充填开采要求。     

某矿山尾砂配比粉煤灰制备充填材料试验研究

针对选矿尾砂等矿山大宗固体废弃物难以消纳的技术问题,本文以某矿山尾砂配比粉煤灰为原料,开展矿山充填材料试验研究。本文在系统分析尾砂基础物理化学性质的基础上,通过X-射线荧光光谱分析、激光粒度分析、配比试验和强度测定等研究方法,对比分析不同试验条件下的尾砂材料充填体强度,确认尾砂胶结充填的优化配比技术方案。结果表明：1)尾砂和粉煤灰所含化学成分满足环保要求,对充填体质量无不利影响,可用作制备充填材料;2)充填物料推荐配比：粉煤灰添加量占比为10%～20%,灰砂比为1∶12～1∶15。本文成果可为矿山固废资源综合利用技术研究提供一定的借鉴与参考。     

矸石膏体充填材料配比优化

为了合理确定岱庄矿矸石膏体充填材料的合理配比,采用均匀设计方法开展了28组实验,研究粉煤灰、水泥、矸石的不同配比对膏体坍落度、分层度、泌水率、充填体早期强度和长期强度的影响规律。基于关键层理论提出了充填体长期强度的计算公式,并采用Matlab软件拟合出了矸石膏体充填最优配比,即粉煤灰∶水泥为3.2、矸石∶水泥为4.5、料浆质量浓度为75.3%。该条件下对应的充填性能参数分别为:坍落度184.44 mm、分层度13.87 mm、泌水率1.48%、充填体早期强度0.16 MPa、充填体长期强度3.89 MPa,与实验结果基本吻合。     

固化粉煤灰充填技术在南屯煤矿的应用

介绍了采用固化粉煤灰充填技术对井下工作面联络巷进行充填处理,结果表明:固化粉煤灰完全能够替代传统的支护材料对联络巷进行加固处理。     

基于正交试验的全尾砂胶结充填材料配比优化

以某矿山全尾砂为骨料、水泥和粉煤灰为胶凝材料制作胶结充填材料,采用正交试验探讨了料浆质量浓度、灰砂比和掺灰量对充填材料泌水率、7 d和28 d抗压强度的影响程度,并确定了最佳的全尾砂胶结充填材料配比方案.研究结果表明:料浆质量浓度是影响充填料浆泌水率的主要因素,料浆质量浓度为71%和74%时泌水率小于15%可满足工艺要求;灰砂比对充填材料7 d和28 d抗压强度的影响最大,掺灰量次之,料浆质量浓度最小;确定的最佳配比方案为料浆质量浓度74%、灰砂比1:4、掺灰量10%.     

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。     

建筑垃圾膏体充填材料配比优化试验研究

为优化建筑垃圾膏体充填材料技术参数,以建筑垃圾为骨料,粗粉煤灰基为胶结材料,采用正交试验方法分析料浆质量浓度、灰料比及细骨料所占比例对充填体的塌落度、分层度、泌水率及单轴抗压强度的影响。结果表明:灰料比对膏体塌落度和泌水率有重要影响,膏体质量浓度和灰料比是分层度、充填体抗压强度的主要影响因素;灰料比越大,膏体塌落度越大,泌水率越大;膏体质量浓度越大,分层度越小;细骨料所占比例对膏体塌落度、分层度和泌水率的影响不明显。综合考虑多种因素,最终选择灰料比为1∶2、质量浓度为76%、细骨料所占比例为45%为最佳配比方式。     

水胶比和细度对矿渣粉煤灰胶凝材料性能的影响

利用XRD、SEM等方法,研究了不同比表面积的矿渣和不同水胶比制备的矿渣粉煤灰胶凝材料的水化产物,对其力学性能、物相组成、微观结构及形貌特征进行了探讨。结果表明,随着矿渣比表面积的增加,矿渣粉煤灰胶凝材料强度呈上升趋势;随着水胶比的增大,胶凝材料强度先增大后减小。当矿渣比表面积为500 m²/kg,水胶比为0.44时,矿渣粉煤灰胶凝材料可获得较好抗压强度和抗折强度。     

粉煤灰水泥充填注浆材料性能研究

对煤矿采空区充填用的粉煤灰水泥注浆材料性能进行了研究,研究内容主要包括粉煤灰用量对浆液粘度、结石率及浆体抗压强度等的影响。研究表明：随着粉煤灰用量的增加和水灰比的减小,浆液粘度增加,结石率提高;浆体抗压强度随着粉煤灰用量的增加和水灰比的提高而降低;水灰比为1：1,水泥替代率为70％时,浆体28d的抗压强度大于3．0MPa,完全可满足采空区充填注浆的技术要求。     

含氨粉煤灰对充填膏体性能影响试验研究

针对含氨粉煤灰对煤矿充填环境和充填膏体性能的影响,以岱庄煤矿粉煤灰为研究对象,分析测定了其含氨来源和含氨量,并对含氨粉煤灰对充填体的性能影响进行实验研究和机理分析。结果表明：粉煤灰氨含量为0.16%,超过正常标准,导致在充填过程中有刺激性气体释放,影响采空区的施工环境|粉煤灰含氨会导致充填膏体凝结时间延长、强度降低,且随着含氨量的增加,对膏体性能影响更加严重。     

粉煤灰灌浆固化膨胀充填工作面煤层自燃防治技术

为了保证云冈煤矿8617工作面不因自然发火而影响正常生产,针对该工作面特点,开发了大掺量粉煤灰灌浆固化膨胀充填技术,对该工作面开切眼、正常回采、末采及撤架期间进行预防性防火灌浆,通过对8617工作面生产过程中进行指标气体检测,检测结果表明工作面煤层氧化缓慢、无自燃现象,该项新技术为今后煤自燃防治提供了技术指导。     

改性粉煤灰填充橡胶的研究

研究了改性粉煤灰填充橡胶物理机械性能 ,结果表明 :经过改性处理的粉煤灰对橡胶具有良好的补强作用 ,可以完全替代CaCO3 、部分替代炭黑     

高掺量粉煤灰水泥注浆材料主要物理力学特性研究

利用正交实验法测试不同水灰比、固相比及速凝剂掺量的浆液的主要物理力学性能,并依此试验结果探讨各性能间相互影响关系。结果表明:随着水固比的降低,注浆材料的初凝、终凝时间、28 d抗压强度和结石率呈现出增加的趋势,注浆材料的流动性呈现出降低的趋势;随着速凝剂掺量的增加,注浆材料的主要物理力学特性得到提高。     

生活垃圾焚烧飞灰-粉煤灰基多孔保温材料的制备

以生活垃圾焚烧飞灰和粉煤灰作为原料, 以油酸钠为稳泡剂、双氧水为发泡剂制备多孔保温材料, 研究了原料配比、添加剂用量等因素对多孔保温材料抗压和隔热性能的影响。研究结果表明, 在飞灰/粉煤灰配比1∶1、油酸钠用量0.4%、水玻璃模数2.5、水玻璃用量10%、双氧水用量2%、水添加量40%条件下, 制备的多孔保温材料抗压和隔热性能优异, 其抗压强度和导热系数分别为0.48 MPa和0.091 W/(m·K)。     

粉煤灰填充尼龙6的性能研究

这是一篇矿物材料领域的论文。以-2.6 μm粉煤灰为原料,通过马弗炉在815 ℃下煅烧2 h得到煅烧粉煤灰。采用SEM、EDS、XRF、FTIR、XRD、BET对粉煤灰和煅烧粉煤灰的微观形貌、EDS能谱、粒度、红外光谱、物相组成以及比表面积-孔径进行了表征。按5%填充量将煅烧粉煤灰填充尼龙6制备了尼龙6/煅烧粉煤灰复合材料,采用扫描电镜仪分别对纯尼龙6和复合材料拉伸断面进行了分析,并测试了复合材料的力学性能、熔融指数和热变形温度。结果表明：煅烧对粉煤灰结构影响不大,只是除去了表面碳;煅烧粉煤灰填充尼龙6不会引发内应力;尼龙6/煅烧粉煤灰复合材料,除了缺口冲击强度和熔融指数比纯尼龙6有所下降外,其他性能均比纯尼龙6有大幅度提高,其中拉伸强度提高7.7 MPa,弯曲强度提高26.9 MPa,弯曲模量提高284 MPa,热变形温度提高46.2 ℃。     

高水材料添加粉煤灰充填料的试验研究

高水材料作为充填材料具有很多优点,只是成本较高。为降低成本,在高水净浆速凝固化材料中,添加了粉煤灰,制成充填料浆。通过对料浆各组分配比的细致研究和特效添加剂的使用,开发出了一种可用于采空区充填的新型料浆。这种料浆经过测试,具有泵送性能良好、固化时间短、硬度高、表面致密等特点,且成本低廉,非常适合有较高强度要求的采空区充填使用。