深井综采放顶煤工作面沿空留巷支护设计研究

根据具体综放工作面条件,对沿空留巷的基本支护、巷旁支护、加强支护进行详尽的设计。在巷旁充填设计中采用高水速凝材料,并对充填体的结构、充填袋进行设计,使得充填体强度达到12 MPa,满足工作需求。在巷道加强支护中进行了端头不放煤支架的选型设计,最终确定选取ZTC30000/25/50的液压支架。研究结果表明,设计能够对沿空留巷进行有效控制,也为其他深井沿空留巷的设计提供借鉴。     

新型高水材料沿空留巷技术的应用与研究

针对煤炭资源回收率低、矿井采掘衔接紧张、下隅角瓦斯治理难度大的难题,邯矿集团陶一煤矿,根据适卷围岩地质条件,提出适应沿空留巷巷道围岩变形特点的巷道支护架,并通过采用ZKD型高水速凝充填材料进行巷旁充填、沿空留巷。该工艺具有操作简单,易于输送等优点,从对留巷表面位移观测可知,两帮位移量平均小于20 mm,顶底板相对移近量300 mm左右,效果良好。     

大采高综采面大断面沿空留巷技术研究应用

通过对山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿18503综采工作面沿空留巷巷旁充填强度及留巷内支护强度设计进行研究,结合数值模拟,确定巷旁及留巷内的最优支护方式。同时,在留巷现场进行各项矿压观测,分析研究大采高综采面大断面沿空留巷的矿压显现特征,对大采高、大断面综采工作面沿空留巷效果进行综合评价,达到优化施工工艺及留巷支护参数的目的,为大采高、大断面综采工作面沿空留巷技术提供理论依据及实际经验。     

河道污泥用于高水充填材料掺杂改性的试验研究

高水充填材料广泛用于采空区充填和巷旁支护等岩土工程领域.将河道污泥预处理后进行高水充填材料掺杂改性试验,有利于消纳污泥废弃物、降低充填成本.论文通过试验研究表明掺入污泥使高水充填材料的初凝时间增加、结石体容重增加;结石体标准抗压强度随污泥掺入量的增加呈线性降低趋势;掺污泥高水充填材料能更好地发挥材料的早期强度及长期强度特性;当污泥掺量达到50％时依然满足高水填充材料对初凝时间和抗压强度的工程要求,具有实际应用价值.     

古城煤矿N1305工作面沿空留巷变形规律研究

为了研究沿空留巷围岩活动变形规律,基于古城煤矿N1305无煤柱开采工作面对巷道变形速度、形式及巷旁充填体的受力进行分析。采用十字布线法监测巷道表面位移,并在充填体植入压力盒监测受力,实验结果表明：巷道顶底板移近量和两帮移近量较为均衡;围岩变形在工作面后方15～95m范围内由剧烈到平缓,95m后围岩活动基本稳定;充填体载荷在距工作面10～40m呈拟二次函数急剧增大,之后逐渐降低趋向稳定的5.2MPa。研究结果对沿空留巷设计具有一定参考意义。     

综采充填工作面沿空留巷支护技术研究

为解决综采充填工作面沿空留巷支护问题,本文结合某综采充填工作面实际情况,从沿空留巷尺寸确定开始,对支护设计和相应的施工技术进行深入分析,提出具体的施工工艺方和需要注意的要点,并通过实践验证了该综采充填工作面沿空留巷所用支护技术的合理性与可行性,以期为相关人员提供参考,从根本上提高综采充填工作面沿空留巷支护技术水平。     

切顶卸压留巷技术在坚硬顶板综采工作面中的应用

为提高矿井回采巷道掘进效率、提高工作面煤岩采收率等,提出将切顶卸压留巷技术应用到36031巷围岩控制中,并针对巷道围岩特征以及矿井现有施工设备情况,对切顶卸压留巷段超前支护、切顶卸压以及采空区段加固参数等进行详细设计.现场应用后,留巷段顶板、巷帮变形量分别控制在35 mm、156 mm以内,采面可多回收约10万t煤炭,...     

巷旁充填沿空留巷技术应用

为提高煤炭资源采收率、降低瓦斯治理及防灭火投入,针对21203回风巷顶板坚硬特点,提出用切顶卸压+高水充填方式进行沿空留巷。依据21203回风巷现场条件,综合理论计算、工程类比法确定留巷参数,并具体给出采空区顶板密集钻孔（弱化顶板）及高水充填留巷技术方案。现场应用后21203回风巷留巷段顶底板、巷帮变形量在315mm、148mm以内,段漏风量较小,留巷效果较好。     

工作面沿空留巷充填参数及支护方案设计

为解决山西某矿采掘接替紧张的问题,在22301工作面探索采用沿空留巷充填开采的新技术。22301工作面地质条件相对简单,本文针对工作面实际情况及开采强度,对巷旁充填体、充填设备及充填区域上方顶板支护进行了方案优化设计,为解决制约山西某矿高产高效问题提供了解决方案。     

薄煤层工作面切顶卸压自成巷技术及矿压控制研究

3402综采工作面引进切顶卸压无煤柱自成巷“110工法”技术,在时间和空间上解决了之前柔模充填混凝土留巷用人多、效率低、成本高、工艺复杂、影响回采推进的弊端。项目通过NPR恒阻大变形锚索支护技术、顶板定向预裂切缝技术、让压挡矸支护技术等,实现对聚能定向爆破留巷段巷道的围岩稳定控制,技术上处于行业领先地位,充实了切顶卸压自成巷无煤柱开采,即“110工法”在突出矿井开采稀缺资源领域的空白。充分提高了留巷速度,并大幅降低了留巷成本,减小了巷道掘进量,缓解了生产衔接紧张的问题;回收了保护煤柱,提高了资源采出率,为类似工作面切顶卸压自成巷技术的实施提供了参考。     

磷石膏基矿井充填材料制备及其性能研究

为实现磷石膏的资源化利用,制备了以原状磷石膏为主要原料、赤泥为碱性激发剂的矿井充填材料,并分析了高效减水剂掺量、水泥掺量、赤泥掺量对其性能的影响。实验结果表明,水灰质量比为0.2,聚羧酸盐减水剂掺量为0.5%（质量分数）时,浆料的初始流动度约为230 mm,满足充填材料性能要求;水泥掺量从0增加到10%时,28 d抗压强度从2.03 MPa提升至10.75 MPa,初始流动度从180 mm增加到235 mm,强度保持率从0.39提升至1,表明水泥掺量直接影响充填材料的强度、流动性及耐水性能;赤泥掺量从0增加到5%时,28 d抗压强度提升了50%,强度保持率从0.82提升至1,激发作用明显,对材料的流动性有相反的影响。     

膏体充填材料变形性能的研究

经试验研究寻找出膏体充填材料力学参数单轴抗压强度、弹性模量、内摩擦角、内聚力与养护龄期、胶结料用量、粉煤灰用量等因素之间的影响规律以及抗压强度与弹性模量之间的关系.研究成果对不同煤矿工艺要求设计合理材料配比具有一定参考.该研究成果在河南煤化集团朱村煤矿充填项目中得以应用验证.     

Influence of cement grouts composition on the rheological behaviour

The influence of water to cement ratio, HRWRA content and viscosity modifying admixture content on the rheological characteristics of cement grouts considered as Herschel–Bulkley fluids is studied experimentally. Results show that cement grouts without chemical admixtures and cement grouts containing only a viscosity modifying admixture present a shear-thinning behaviour with an approximately constant value for the exponent n of Herschel–Bulkley model. On the contrary, grouts containing a HRWRA content near the saturation point exhibit quasi Binghamian behaviour. The Herschel–Bulkley model describes properly the rheological behaviour of cement grouts without chemical admixtures. It can be applied correctly to grouts containing HRWRA and/or viscosity modifying admixture in a shear rate range comprised between 4 s^{− 1} and 100 s^{− 1} and can be used to predict satisfactorily the Marsh cone flow time of cement grouts of widely varying compositions.     

水泥改良弱胶结砂岩填料的性能研究

针对以弱胶结砂岩作为填料引起的路基病害问题,提出以水泥改良弱胶结砂岩的可行性,分别用水泥掺量为3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％改良弱胶结砂,对改良试样进行击实试验、压缩试验、直剪试验、无侧限抗压强度试验、加州承载比等试验,得到水泥改良弱胶结砂岩作为路基填料是可行的,水泥掺量为6％时,改良填料的压缩性能,填料试样的抗剪强度、各龄期的无侧限抗压强度、承载能力等路用性能均大幅度增强,所以水泥掺量为6％对弱胶结砂岩的改良效果最为明显.     

粘土水泥系列浆材流变性能研究

粘土水泥系列浆材性能优越,价格低廉,可广泛应用于库堤防渗、灌浆加固、溶洞充填、垃圾填埋防护等工程中,其流变性能对灌浆施工及防渗加固效果的影响不可忽视。利用Brookfield+R/S流变仪系统研究粘土水泥系列浆材的流变性能,包括流变模型、粘度时变性和触变性,进而根据其各自流变性能分析其适用范围。结果表明：粘土水泥浆材的流变性能与水固比及粘土掺量有关,其初始粘度较普通水泥浆大,扩散范围可控,在大空隙多孔地层使用适宜配比的粘土水泥浆材进行防渗灌浆,可很好地解决跑浆、串浆的问题,提高灌浆效益;粘土水泥膏浆的流变性能主要与固化剂掺量有关,其初始屈服应力及粘度大,具有良好的抗水流冲释性能,可用于地下动水条件下的防渗堵漏;粘土水泥砂膏浆流变性能与固化剂掺量和砂灰比有关,添加砂料后,初始屈服应力及粘度更大,不易流失,可作为溶洞填充材料,节约工程成本,是耗浆量大的地质条件防渗的优选灌浆材料。     

Synthesis and Evaluation of Polycarboxylate-Type Superplasticizers with Different Carboxylic Contents Used in a Cement System

A series of polycarboxylate-type superplasticizers (PCs), possessing almost the same degree of polymerization and different molar ratios of methacrylic acid (MAA) to methyl poly (ethylene oxide) methacrylate (MPEOM), were synthesized, and the effect of carboxylic content on the fluidity, water-reducing ratio, bleeding, setting time, mechanical strength, and rheological behavior in a cement system was systematically evaluated in this paper. When the molar ratio of MAA to MPEOM is 3.6:1, PC has better performance for improving the dispersing ability to cement particles, reducing the apparent viscosity of cement suspensions, increasing the water-reducing ratio, and improving the mechanical strength of hardened mortar over PC with other molar ratios. In addition, the more carboxylic content of PC, the greater retardation effect of cement paste, and the higher the bleeding water percentage (BWP) of fresh mortar.     

水泥基体参数对水泥砂浆干缩性能的影响

采用干缩实验研究水灰比、灰砂比、水泥细度等水泥基体参数对水泥浆干缩性能的影响。结果表明,水灰比在0.35～0.60时,砂浆的干缩率随水灰比增大而增大;其它条件不变时,砂浆的干缩率随胶砂比增大而明显增大,随水泥细度提高而增大;高标号水泥的干缩率大于低标号水泥,水泥标号相同时,P.II>P.F>P.S;矿渣微粉比粉煤灰更适用于生产高性能水泥和高性能混凝土;减缩剂能明显减小水泥砂浆的干缩率。     

倾斜煤岩裂隙通道中水泥基泡沫流变特性研究

水泥基泡沫流体是一种新型的防控高温煤岩裂隙材料,其流变特性是工程应用过程中的关键指标.基于三相泡沫体浆液材料流变参数采用流变仪和环管试验测定分析的基础上,开展了倾斜裂隙通道中泡沫受力和运动分析,得到了不同裂隙倾角下屈服应力和塑性黏度的关系方程式.建立了倾斜裂隙通道泡沫流动试验物理模型,采用均匀设计试验方法,得到了流变参数回归拟合方程且四个因素影响程度依次为:泥浆水灰比、水基泡沫掺量、调凝剂掺量、粉煤灰掺量.进而结合实际工程应用指标,得出了具有较低的屈服应力和塑性黏度的物料配比为水基泡沫掺量为4V(浆液体积),泥浆水灰比为0.5,粉煤灰掺量为30%,调凝剂掺量为5%.     

石膏矿渣水泥混凝土抗硫酸钠侵蚀性能研究

石膏矿渣水泥具有低水化热、良好抗化学侵蚀性能等优点,是一种低碳绿色胶凝材料。为了明确原材料对石膏矿渣水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,对比研究了不同化学组成及活性矿粉制备的石膏矿渣水泥混凝土的强度发展及抗硫酸钠侵蚀性能。结果表明:提高矿粉中Al₂O₃含量可以有效提高石膏矿渣水泥混凝土早期3 d强度;石膏矿渣水泥混凝土在硫酸钠环境下表现出强度软化型劣化;提高水泥用量、降低水灰比可以有效提高低活性矿粉制备的石膏矿渣水泥混凝土的抗硫酸钠侵蚀性能,但不利于高活性矿粉制备的石膏矿渣水泥混凝土的抗硫酸钠侵蚀性能。研究为低活性矿粉制备石膏矿渣水泥混凝土及其寿命预测提供试验数据支撑。     

磷铝酸盐水泥基灌浆材料流变性能及保水性能

采用低pH值水泥基材料固化高放射废弃物具有很好的优势,而水泥基灌浆材料的流变性能是评价高放废物深地质处置用灌浆材料的重要指标之一.探究了水灰比、外加剂对磷铝酸盐水泥流变性能以及保水性能的影响规律.结果表明:水灰比越大,浆体粘度越小,流动性能越好,但浆体越不稳定,越容易离析;而且MgO膨胀剂的掺入,增大了浆体的粘度,其中膨胀剂活性越高,浆体的流变性越差;羟丙基甲基纤维素醚以及钠基膨润土掺入改善水泥浆体保水性能,羟丙基甲基纤维素醚的保水效果优于钠基膨润土,当HPMC掺量大于0.3%,灌浆液不析水;掺加减水剂降低了浆体的粘度,且聚羧酸系减水剂的减水效果优于萘系减水剂,同时减水剂的掺入会使浆体的稳定性下降.