矸石膏体充填材料力学特性试验

以淄博矿业集团岱庄煤矿膏体充填为研究背景,在对煤矸石、粉煤灰等充填材料物化性能研究的基础上,通过均匀试验得出了膏体充填材料最优配比,同时对养护28 d后的膏体材料力学性能进行了系统研究并与所置换的煤的力学性能做了对比分析。研究结果表明膏体充填材料在有围压作用下有较高的残余强度,表现出明显塑性强化特征,同时得出膏体材料的内摩擦角和黏结系数;与充填置换的煤的力学性能对比表明膏体材料塑性变形比煤更显著。     

泵送矸石膏体充填材料配比实验

为了缓解我国"三下"压煤严重并且保护环境,采用泵送矸石膏体充填采煤工艺。通过矸石充填材料配比实验得出了对充填材料的凝结时间、塌落度以及充填强度的影响因素。对比分析实验数据得出,粉煤灰合理比例为8%,水玻璃合理比例为2.5‰,水泥合理比例为3%,充填料浆质量浓度为85%。材料各项性能均能达到现场试验要求,提高煤矿的充填效果,保证煤矿安全回采。     

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。     

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。     

新型矸石膏体充填材料研究与应用

采用X射线衍射分析(XRD)、实验室分析与现场工业性试验相结合的方法,从煤矿充填开采原料的组成及其特点着手,以外加剂的基本特性为着眼点,研究开发了针对充填开采的复合改性剂,并从充填材料的流动性、稳定性以及强度特性等方面进行了研究与分析,达到了取消充填材料粉煤灰的用量,降低成本的目的。     

矸石胶结充填材料配比实验研究与应用

为充分利用矿山废弃物矸石和粉煤灰,对矸石胶结充填开采进行研究,认为材料配比为水泥∶粉煤灰∶尾砂∶矸石骨料∶水=3.7∶1∶3.8∶29.6∶9.5,其中早强剂的添加量为整体质量的1.3%。实验表明,在该配比下矸石胶结材料具有足够的稳定性和较强的抗压性。     

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。     

膏体充填相似材料配比及力学特征分析

根据某煤矿2351工作面的实际情况,对膏体充填的相似材料、配比及力学特征进行分析,得到了实验室相似条件下的充填材料P10的最优配比。     

实施矸石膏体充填采煤的探索与实践

介绍了峰峰集团小屯矿在村庄下实施了矸石膏体充填采煤技术的探索和实践,为大面积、大范围开采"三下"(建筑物下、铁路下、水体下)压煤开辟了新途径.     

红土膏体充填材料及其物理特性试验研究

充填开采是实现矿山安全绿色开采的重要途径,但要求充填材料来源广泛、成本低,且必须能满足充填工艺要求,为开发新型膏体充填材料,以广西百色州景煤矿为工程背景,使用取材方便、成本较低的红土代替粉煤灰,将其与煤矸石,胶结材料混合制成红土膏体充填材料。通过试验测量不同固体材料质量比,不同干料质量分数的红土膏体充填材料的坍落度、扩展度、泌水率,并使用RYL-600剪切流变仪进行单轴压缩试验,测其抗压强度与弹性模量,进而分析红土膏体充填材料的强度特性,以及材料配比与干料质量分数对其性能的影响规律。研究结果表明:同等条件下与传统粉煤灰型充填材料相比,红土型充填材料强度差别不大,并且红土具有成本低、取材方便以及对环境无污染等优势;干料质量分数对充填体强度影响最大,当为80%时性能最优;随着红土掺量增加,充填体强度会降低,数据显示,红土与水泥质量比在1∶1、1∶2、2∶1时均满足充填要求,矸石、红土、水泥质量比为6∶2∶1时,充填材料既符合膏体充填工艺要求,又能减少充填成本。     

矸石充填采煤中的矿压显现规律分析

井下矸石直接用于充填置换“三下”压煤，是绿色开采体系中的重要内容之一．本文简单介绍了综采矸石充填采煤和普采矸石充填采煤方法；在大量矸石碎胀与压实特性试验基础上提出了矸石充填开采等价采高的概念，因而可以用传统矿压理论和地表沉陷预计的方法分析矸石充填开采中的采场矿压和地表沉陷的极限量；通过理论分析和现场实测等得到，矸石充填开采与同类地质条件下非充填开采相比，可显著降低采场矿压与地表沉陷显现的剧烈程度及绝对值，能开采用传统采煤方法无法采出的“三下”压煤．     

用煤矸石制备生物滤池滤料的正交试验研究

以煤矸石为主要原料,制备生物滤池滤料.采用正交实验设计,研究煤矸石粒度、助熔剂比例、黏土比例和烧结温度对滤料性能的影响.结果表明:当煤矸石粒度为100目,助熔剂加量为6%.黏土加量为5%,焙烧温度为1000℃时,滤料的综合性能指标最好,其显气孔率为58.28%,容重为1.13g/cm3,酸蚀率为1.10%.碱蚀率为0.17%.     

煤矸石似膏体快速充填试验研究*

某煤矿因“三下”环境积压了大量煤炭资源。为最大限度地回收工广煤柱及解决煤矸石排放问题,进行了煤矸石似膏体快速充填试验研究。通过对充填强度和凝结时间的试验所得结果分析,确定了最佳配比,强度满足要求,且凝结时间较短。采用煤矸石似膏体快速充填既快速又环保,为煤矿合理回收“三下”积压矿石提供了可靠的技术支持,有很好的应用前景。     

煤矸石酸性潜能静态预测试验研究

煤矸石自身酸碱性是判断煤矸石堆体能否发生酸性矿山排水的重要依据,为了探究阜新市海州立井矿煤矸石产酸潜能,开展了酸碱计算法试验(ABA)、净产酸量试验(NAG)、酸/碱中和能力试验(ANC),结果表明:煤矸石的NP/AP＜1,NAG pH＜4.5,煤矸石具有低产酸潜能,对碱具有一定的中和能力;ANC试验结果显示煤矸石自然pH值呈弱酸性,1kg煤矸石约需要0.090 mol碱使之中和,ANC试验结果体现的是稳定状态下全部废石的缓冲能力,净产酸量小于另外两种方法;海州立井矿主要产出低硫煤,煤矸石中硫含量不高,碳酸盐硅酸盐等碱性矿物能够中和一部分酸,加之雨水淋滤风化等作用,发生酸性矿山排水的危险性较小.     

煤矸石基免烧砖制备工艺及力学性能研究

为了有效地提高煤矸石资源化利用水平,针对抚顺矿区的煤矸石资源,在分析其化学成分和矿物组成基础上,采用煤矸石作为主要原料,辅以水泥、天然砂、粉煤灰及添加剂研究制备免烧砖。通过调整原料配比和成型压力,研究不同制备条件下免烧砖的微观结构特征和物理性能差异,如密度、含水率、抗压强度和抗折强度。通过正交试验获得优化原料质量配比和工艺参数分别为:东舍场煤矸石40%,天然砂42%;西舍场煤矸石70%,天然砂12%;汪良舍场煤矸石50%,天然砂32%;其它相同参数分别为粉煤灰5.14%、水泥12.86%、减水剂0.05%、水10%,成型压力20 MPa,常温养护28 d。获得的煤矸石基免烧砖性能符合JC/T 422—2007《非烧结垃圾尾砖》MU25标准要求,其中最高抗压强度和抗折强度分别为52.70 MPa和4.93 MPa。     

自燃煤矸石轻集料混凝土碳化性能试验研究

为探究自燃煤矸石轻集料混凝土的碳化性能,通过快速碳化试验研究抗压强度、水灰比、水泥用量、温湿度及龄期等敏感性因素对碳化深度的影响。结果表明,抗压强度与碳化近似为负相关,在24~38 MPa范围内,28 d最大减小量为9.7 mm;其他因素一定,水灰比越大,内部空隙越多,碳化深度越大;水泥用量提高1倍,碳化深度减小14.7%,单纯增加水泥用量减小其碳化程度不可取,应综合考虑其他敏感性因素;相对湿度与碳化关系呈负相关,温度与碳化关系呈正相关;在3~14 d范围时,碳化速率增长显著,超过14 d时,碳化速率增长平缓。     

冻融交替作用下煤矸石混凝土性能裂化的研究

为探究冻融交替作用下煤矸石混凝土性能裂化规律,采用快冻法,分析不同水灰比和含气量对其质量、动弹性模量及强度等方面损失特性影响。结果表明：质量损失率与循环数呈正相关,其显著性为水灰比0.75>水灰比0.65>水灰比0.55;水灰比为0.65和0.75时,其相对动弹性模量显著降低,降低变化率分别为9.56%、11.2%;不同含气量条件下强度损失率与循环数呈正相关,显著性为含气量1.8%＞含气量3.5%＞含气量4.4%。     

煤矸石的理化性能研究

煤矸石的理化性能决定了煤矸石的利用范围和利用方式,是评价其品质的重要依据,是煤矸石综合利用的基础。     

煤矸石混凝土抗氯离子渗透实验研究

为了解煤矸石混凝土抗氯离子渗透性能,以自燃煤矸石为粗、细集料,42.5普通硅酸盐水泥为胶凝材料并掺入粉煤灰,制备煤矸石混凝土试件,进行抗氯离子渗透实验,研究了水胶比、粉煤灰掺量以及抗压强度对煤矸石混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明：非稳态条件下煤矸石混凝土氯离子渗透深度随水胶比增加而加深,呈正相关,氯离子渗透深度增长速度在水胶比0.42~0.48时较快,在水胶比0.48~0.56时缓慢;氯离子迁移系数与水胶比呈正相关,与粉煤灰掺量呈负相关;氯离子迁移系数随抗压强度增大而减小,呈负相关,负相关显著性强弱表现为粉煤灰掺量0%<粉煤灰掺量20%<粉煤灰掺量40%。掺入粉煤灰可以改善煤矸石混凝土耐久性能。     

改性煤矸石粉作天然橡胶补强填料研究

废弃煤矸石磨碎、焙烧和表面活性处理后,可用作天然橡胶的补强填充剂。将它与几种常用补强剂的补强性能进行了比较,结果表明,改性煤矸石粉的补强性能略好于陶土和碳酸钙,比炭黑的补强性能稍弱。Lee方程计算结果表明:煤矸石粉经偶联剂处理后,在橡胶中有较好的分散性。