胶结充填体抗压强度尺寸效应的试验研究

尺寸变化会影响材料的力学性能参数,充填体作为一种类混凝土材料,其立方体试件的单轴抗压强度具有显著的尺寸效应。保证灰砂比、料浆浓度和养护龄期等条件一致,研究尺寸变化对胶结充填体单轴抗压强度的影响并结合VIC-3D全场应变测量系统对充填体试件的破裂演化过程进行监测。结果表明:胶结充填体的单轴抗压强度随着立方体试件尺寸的增大而逐渐减小,减少近一半,试件的峰值应变随着尺寸的增大而逐渐减小,并稳定在0.9%附近,弹性模量和变形模量随着尺寸的增大而逐渐增大;引入尺寸效应度对试件峰值强度的尺寸效应进行定量分析,尺寸为200 mm的试件的尺寸效应度达到了54%;尺寸较小的试块破坏时表面出现多条裂纹,随着试件尺寸的增大,试件破坏时表面出现显著的宏观破坏带,尺寸较大的试块在达到峰值强度时,局部区域发生严重的损伤断裂,大部分区域并未发生明显的应变变化。     

江砂胶结充填体抗压强度的多元回归研究

针对新桥硫铁矿胶结充填存在的质量问题,对该矿的江砂胶结充填体进行了室内单轴抗压强度正交试验。通过对试验结果进行多元回归分析,建立了江砂胶结充填体抗压强度与浓度、水泥含量、粒径、养护时间、温度等影响因素的回归关系式,得出影响充填体强度的最主要因素为粒径。研究结果为提高充填体质量和降低充填成本提供了依据。     

尾砂胶结充填体强度特性试验研究

以尾砂胶结充填体试块为对象,选取对强度敏感性最高的影响因子——龄期,对不同龄期的尾矿胶结充填体进行单轴抗压强度和直接剪切试验,分析了尾砂胶结体的强度规律及破坏特征。试验结果表明:尾矿胶结体的强度随着养护龄期的增加而升高,其中7~28d强度增加较为显著,并建立抗压强度、抗剪强度与龄期回归方程,为后期充填采矿设计和降低采矿成本提供了依据。     

不同水泥胶结充填体的压缩性能试验研究

为探究以不同水泥作为胶结剂对充填体强度的影响,进行以水泥类型、料浆灰砂比、质量浓度以及龄期为影响因素、以充填体单轴抗压强度为评价指标正交试验,通过极差分析和方差分析研究各因素对胶结充填体抗压强度的敏感程度.结果表明,对胶结充填体抗压强度的影响程度顺序为:水泥类型＞龄期＞灰砂比＞质量浓度,以PP·O52.5 水泥作为胶结...     

高浓度胶结充填体强度影响因素试验研究

为得到煤矿高浓度胶结充填材料的合理配比,以水泥、粉煤灰、料浆浓度、养护时间为变化参数,采用正交试验法研究了不同养护龄期、水泥含量、粉煤灰含量和料浆浓度下四因素对胶结充填体强度的影响,以及不同水泥含量、粉煤灰含量和料浆浓度下三因素对胶结充填体坍落度的影响。结果表明:养护龄期对充填抗压强度影响最大,最不敏感的是粉煤灰含量;水泥含量对充填体坍落度的影响最大,最不敏感的是料浆浓度。同时表明运用正交试验优化胶结充填体强度的最佳条件,即水泥含量10%、粉煤灰含量20%、料浆浓度80%、养护时间为28 d,其单轴抗压强度为4.68 MPa,坍落度为243 mm,能够满足充填开采的要求。     

分层尾砂胶结充填体单轴抗压强度的测试研究

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16、18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。     

ANFIS模型预测铀尾渣胶结充填体抗压强度

对不同渣浆固体质量分数、灰渣质量比和养护龄期的铀尾渣充填体试件进行单轴抗压试验,测得充填体的全应力-应变曲线。利用试验结果,采用自适应神经模糊推理系统,根据渣浆固体质量分数、灰渣质量比和养护龄期建立预测充填体抗压强度的自适应神经模糊推理系统(ANFIS)模型。结果表明,铀尾渣充填体的抗压强度与渣浆固体质量分数、灰渣质量比和养护龄期成正相关;充填体的破坏规律遵循塑-弹-塑性破坏模型;建立的ANFIS模型的预测结果精度高达94%,为充填体抗压强度的预测开辟新的途径。     

某矿山胶结充填体质量影响因素研究

针对某矿山全尾砂胶结充填过程中充填体开裂、崩解的问题,采用化学分析法对尾砂进行测定,并开展不同灰砂比和浓度条件下的充填体单轴抗压强度试验。结果表明,尾砂中S含量高达8.82%,Ca SO4的含量达到4.07%,同一浓度同一灰砂比充填体60 d强度与28 d最高强度相比均下降约50%。矿山全尾砂胶结充填体质量主要受尾砂中S及其氧化物的影响较大,需降低尾砂中的S及其氧化物,以保证充填体后期强度满足生产要求。     

八台选矿厂尾矿胶结充填体的试验研究

通过实验室试验,研究了八台尾矿的粒级组成、化学组成及它们与普通水泥、C料分别混合,所形成的不同胶结充填体。普通水泥与尾矿所形成的胶结充填体不适合井下充填, C料与尾矿所形成的胶结充填体适合井下充填,且按1: 8的比例最为经济合算。     

尾砂胶结充填体抗压强度的尺寸效应研究

通过尾砂胶结充填体配比试验,研究尾砂胶结充填体强度与试样尺寸和几何形状之间的关系.试验结果表明:在相同条件下,尾砂胶结充填体强度在试验范围内随试样尺寸的增加而减小,呈非线性变化;不同尺寸与几何形状的胶结充填体试样强度之间的换算比例关系为:Φ 152 mm充填体试样强度大致为Φ 72和Φ 85 mm试样强度的3/4,为70.7 mm立方体试样强度的3/5.     

基于响应面法的煤矸石胶结充填体抗压强度试验研究

煤矸石胶结充填可有效控制煤矿开采造成的地表沉陷,减少环境破坏。为研究细矸率、水泥掺量和料浆质量浓度对充填体抗压强度的影响规律,优化充填材料配比,在单因素试验基础上采用响应面法设计3因素17组配比试验,构建响应面回归模型并计算优化配比,为工程上获得合理充填材料配比提供科学方法。研究表明:单因素对充填体抗压强度的影响大小依次为料浆质量浓度、水泥掺量、细矸率;细矸率和料浆质量浓度交互作用对充填体早期抗压强度影响较小,水泥掺量和料浆质量浓度交互作用对充填体中后期抗压强度影响最大;为满足充填强度要求（一般≥5.0 MPa）,经模型优化确定充填料浆最佳配比为m（煤矸石）︰m（粉煤灰）︰m（水泥）︰m（水）=50%︰22%︰8%︰20%,细矸率为52%时,充填体28 d抗压强度为5.07 MPa,验证试验误差范围在2%左右,模型精准可靠;水泥水化生成Ca(OH)₂激发粉煤灰和煤矸石活性物质生成钙矾石（AFt）和水化硅酸钙（C-S-H）凝胶,随着龄期不断增长对胶凝体系起到了良好的连接作用,网状结构更加稳定,能有效提高充填体抗压强度。      

尾砂胶结充填体强度影响因素正交分析

大尹格庄金矿2#矿深部矿体采用尾砂胶结充填采矿法回采,为了确定合适的配合比,对不同尾砂的充填体试块进行单轴抗压强度试验,得到不同养护条件下充填体试块的单轴抗压强度,从而得出料浆浓度、灰砂比、养护龄期对充填体试块强度的影响规律。通过正交分析确定了充填体试块强度的主要影响因素。试验研究结论可靠,为大尹格庄金矿充填采矿法的实施提供了依据,同时也对其他矿山充填设计具有一定的指导和参考作用。     

尾砂胶结充填体力学试验及损伤研究

尾砂胶结充填体是一高度非线性介质,有不同于岩石和混凝土的独特力学特性。本研究分别对灰砂比为1：4、1：8和1：10的3种尾砂胶结充填试块进行了压缩与拉伸力学试验,测试了其应力-应变关系,分析了充填体破坏机理及不同配比下的力学特性,建立了3种不同配比充填体压缩和拉伸损伤本构方程。经验算对比,所建立损伤本构方程与试验结果吻合较好。     

深井开采充填体抗压强度试验研究

结合金川矿区深井开采复杂条件,选取典型区域进行充填体现场取样。确定了充填体抗压试验方案,选择INSTRON1346电液压伺服材料试验机分别对高浓度砂浆充填材料和分级尾砂膏体充填材料试件进行了抗压试验。研究表明,高浓度砂浆充填材料的最大载荷和最大抗压强度均大于分级尾砂膏体充填材料的相应值,两种试件破坏时的最大位移基本相同,研究结果为矿山制定不同采场充填体选择方案提供了重要的依据。     

胶结充填体强度特性试验研究

胶结充填体强度特性对采矿安全具有十分重要的影响.以山东金鼎矿业胶结充填体为研究对象,对该矿尾砂及3种胶固料物理性质、强度特性进行了分析;在此基础上,以2号胶固料为胶结材料,设计了1 ∶ 3.5,1 ∶ 3.8,1 ∶ 4和1∶ 6共4种配比,54％、52％和50％共3种浓度料浆制作的胶结充填体试样,单轴抗压强度、扫描电...     

某铁矿胶结充填体特性试验及配比研究

为了找出最适合某铁矿充填料浆的优化配比方案,降低矿山充填成本,保证采空区的稳定性,通过设置不同灰砂比、重量浓度、养护龄期3种参数,对充填体单轴抗压强度、泌水率、固结率、固结比进行测定分析,研究结果表明:影响充填体强度的因素依次为养护龄期、灰砂比、质量浓度。确定最适合该矿山的充填料浆配比方案为灰砂比1∶4,料浆浓度为66%时充填体28d强度为3.48MPa。     

基于正交试验的全尾砂胶结充填配比方案优化

为获得全尾砂胶结充填最优配比,降低矿山充填成本,保证空区稳定,以全尾砂胶结充填体试块为研究对象,试块的单轴抗压强度为指标,综合考虑充填体强度的影响因素,采用正交试验开展研究,并运用极差和方差分析法对充填体强度影响因素的敏感性和显著性进行分析。研究表明:试验最优配比方案为浓度75%,灰砂比1∶6,养护龄期28 d;影响试块的敏感性顺序是养护龄期灰砂比浓度;养护龄期对充填体强度的影响最显著。因此,矿山在生产实际中要保证充填体的养护时间。     

基于正交试验的胶结充填体力学性能及配比优化方案研究

为了提出充填体的配比优化方案,以保证充填后采场采空区的稳定性。从充填体力学性能入手,通过正交试验,选取灰砂比、养护龄期与浓度作为影响因素,分析了充填体力学曲线的变化特征;基于极差分析方法,研究了3因素对充填体强度、弹性模量影响的主次顺序。研究表明:充填体的力学曲线存在明显的压密过程,当养护龄期较短时,曲线出现了显著的屈服平台,此时充填体的延性最强,残余强度最低,极限应变值最大。3种因素在影响充填体强度及弹性模量的敏感性上,主次因素序列为:Y(龄期)X(配比)Z(浓度),养护龄期在影响充填体力学性能中起主导作用,确定了最优配比方案为灰砂比1∶4、养护龄期28d、浓度74%。研究成果对矿山选择合理的充填材料配比具有参考价值。     

矿坑废水用于胶结充填的试验研究

为了将金川矿山的矿坑废水开发成为矿山胶结充填生产用水,分析了金川各个矿山矿坑废水的化学成分,进行了矿坑废水对32.5级水泥和对充填体质量的影响程度对比试验研究,得出了金川不同矿山矿坑废水对32.5级水泥强度有负面影响,但对充填体早期强度有正面影响、对充填体中后期强度既有正面也有负面影响的结论。结果表明,金川矿山的矿坑废水经过沉淀处理后,可以作为金川矿山胶结充填的生产用水。