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。     

风积砂似膏体煤矿充填材料特性试验研究

通过对风积砂的取样和试验,分析风积砂似膏体料浆的反应机理,再通过试验研究不同风积砂和辅料掺量对充填材料特性的影响。试验结果表明:风积砂主要成分为SiO2和Al2O3,粒径级配不良,随着风积砂掺量的增加,充填体的表观密度增加23.4%,材料成本下降至93元/m3,降低了25.6%;随着辅料掺量的增加,充填体28 d强度增加59.4%,结石率增加至109.5%,增加了23%,充填体表现为微膨胀。     

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。     

风积沙似膏体煤矿充填材料的研究及应用

为在我国西北矿区实现充填材料的本地化,考察了当地广泛存在的风积沙作为充填骨料对充填体性能的影响。实验室试验结果表明：随着风积沙掺量的增加,充填体强度和结实率变化不明显,充填材料成本逐渐降低;随着辅料掺量的增加,充填体的7 d强度变化不明显,28 d强度和结实率均逐渐提高,充填体密度逐渐降低,充填辅料可以为充填材料提供碱性环境、减少泌水和充填体干缩,从而保证充填体的接顶率;随着料浆浓度的提高,料浆表观黏度和剪切应力均逐渐提高。工业试验显示,在w（水泥）∶w（辅料）∶w（粉煤灰）∶w（风积沙）=1∶1.6∶10∶12,料浆浓度为70%时,充填体工作面14 d内平均强度迅速增长至4.35 MPa,充填体的长期强度稳定在5 MPa以上,近水平煤层条件下充填率达到98.5%,强度发展和后期强度的稳定性都能满足支撑上覆岩层的压力的需要。钙矾石在充填体中呈针状、柱状结晶结构相互交错,形成致密的网络结构,可以促进充填体早期强度迅速提高;大量水化产物在粉煤灰颗粒表面堆积包裹,连同其他絮凝状胶凝将风积沙颗粒等胶结包裹成整体、致密的网络结构,可以使充填体强度保持长期稳定。试验结果对解决充填材料需求与供应不均衡、采煤效益与充填成本不均衡等问题具有重要意义。     

基于回归分析的尾砂膏体充填材料试验研究

以矿用尾砂、胶固粉为充填材料,采用正交试验方法对不同质量浓度、粉砂比和搅拌时间的料浆分别进行流动度、泌水率、充填体单轴抗压强度的试验研究,并采用极差分析探究了质量浓度、粉砂比和搅拌时间对膏体充填材料输送性能的影响,通过多元线性回归分析方法得出充填体抗压强度的回归函数。试验结果表明:对尾砂充填体强度最重要的影响因素是胶固粉与尾砂的比例关系,粉砂比越大,强度越强;其次为充填料浆浓度,在保持粉砂比不变条件下,提高料浆浓度亦有利于提高充填体强度;最后是养护时间,充填体强度随时间增加,最终维持在1个稳定值。     

似膏体材料巷式充填地表减沉试验分析

为解决膏体材料流动性差等缺点,通过不同比例的矿粉和生石灰配比试验,研发高性能粉煤灰似膏体充填材料,并在工业性试验前通过相似模拟展开似膏体充填的地表减沉效果分析.结果表明,材料矿粉的比例为5％～10％,生石灰的质量比例为15％～10％;似膏体充填后工作面上覆岩层变形量较小,地表建筑在Ⅰ级损害范围内.     

某矿山全尾砂似膏体充填配比试验研究

某矿山目前采用立式砂仓自然沉降后的粗粒级尾砂进行自流胶结充填,存在充填体泌水量较大,凝固时间长,强度低等问题。针对该矿山现有充填方式存在的问题,结合膏体充填的优势,开展了该矿山尾砂似膏体充填配比试验研究。主要对该矿山全尾砂和分级尾砂进行了物化性质分析,在此基础上开展了全尾砂和分级尾砂似膏体充填配比试验研究,对比分析了2种尾砂充填体的坍落度、泌水率以及单轴抗压强度等指标,结合矿山生产对充填体强度的要求,确定满足生产要求的最佳配比。研究结果表明:充填骨料采用全尾砂较分级尾砂效果好,全尾砂充填体强度能满足矿山生产需要,并根据矿山生产实际,提出了全尾砂似膏体充填配比方案。     

仰采似膏体充填工作面矿压显现规律

基于孙村煤矿需要保护地面建筑和井下主要巷道的要求，21101面成功地采用仰斜布置．采空区似膏体充填。经观测认为：采场矿压显现十分缓和，控顶距范围内及端面、端头的顶底移近量较小。     

基于似膏体充填的建筑物下采煤新模式

概要地介绍了似膏体充填技术的形成；结合煤矿的实际情况，提出了建筑物下似膏体充填开采新模式；分析了这种新的建筑物下采煤系统的特点，重点介绍了全砂土材料及充填系统的几个重要组成部分：充填制备站系统、充填料浆管输系统、综采工作面充填系统、充填工艺流程。     

似膏体充填材料配比的BP网络优化方法

为了探究似膏体充填材料各组分对材料性能的影响及最优配比,以实验室做的16组配比试验数据为样本,建立了材料组分等因素与分层度、塌落度及长期强度之间的5-10-3 BP网络模型,并利用该模型搜索的最优配比方案进行现场试验。结果表明：建立的网络模型最大相对预测误差为6.08%;胶结料与骨料共同决定充填体的强度;高比例煤矸石配以精确比例的胶结料和细骨料可形成强结构充填体;当粉煤灰掺量为水泥质量的3~4倍,河砂掺量约等于煤矸石质量时,材料的综合性能最好;利用优化后的材料配比方案进行巷旁充填,巷道围岩变形较小且较稳定。     

似膏体自流充填工艺在孙村煤矿的应用

山东孙村煤矿已进入深井开采阶段。为最大限度地回收留设的保安煤柱及解决煤矸石排放问题,进行了煤矸石似膏体自流充填试验研究。试验结果表明,可以制备出合乎设计要求的煤矸石似膏体,并能实现膏体自流充填。采用煤矸石似膏体自流充填工艺既经济又环保,为孙村煤矿实现绿色生产和可持续发展提供了技术支持。     

煤矿充填膏体力学性质试验研究

为研究煤矿井下工程条件下充填膏体的力学性质,在岱庄煤矿充填现场取得不同龄期的膏体,采用MTS815.03电液伺服岩石试验系统对其进行单轴压缩试验,分析了在工作面有限空间和特定环境下充填膏体的力学特性。研究表明,井下充填体强度相对较高,但凝结性差,力学性质离散性大;单轴压缩强度为2.3～13.17 MPa,平均5.436 MPa;膏体的弹性模量很低,为53.66～2614.35 MPa,平均645.14MPa,在承载时变形较大;泊松比偏低,为0.0001～0.2112,平均0.0265,表明膏体承载压缩变形不需要横向变形空间;拟合回归了不同龄期充填膏体的力学参数。研究成果对有效控制地表开采沉陷、解放"三下"煤炭资源、保护矿区生态环境具有一定的意义。     

煤矿膏体充填材料力学变形性能的试验研究

力学变形性能的研究在煤矿膏体充填材料压缩变形研究中居于十分重要的位置。通过实验室正交试验,得出了膏体充填材料的弹性模量、横向应变、纵向应变和泊松比,并首次利用数字图像测量软件绘制了材料在单轴压缩过程中的全应力-应变曲线和泊松比曲线,为选择最佳配比的充填材料提供依据。     

煤矿充填料浆的配合比研究

为了提高煤矿充填材料的性能,采用煤气化粗渣和特细沙作为骨料,以普通水泥作为胶凝材料配置了充填材料。测定了料浆的塌落度和充填体的强度。结果表明:随着特细沙含量的增加,料浆的塌落度降低;当充填骨料的不均匀系数K0满足塔博方程(K0=4~5)时,充填体的强度最高。在煤气化粗渣作为粗骨料,水泥含量为8%的条件下,特细沙作为充填细骨料的充填性能优于煤气化细渣。     

充填密封材料在坤龙煤业的应用

坤龙煤业总回风巷应回风总量4 200 m~3/h,实际回风总量为3 100 m~3/h,漏风严重,存在通风安全隐患、采空区自燃等次生灾害,给生产带来不便;采用东方雨虹专业充填密封材料MG-392,进行合理施工设计和专业施工,总回风量提高至3 750 m~3/h,封堵效果明显。     

瑞克充填材料在柴沟煤矿的应用

介绍了瑞克充填材料的基本性能和充填密闭墙的优点,将该材料在柴沟煤矿1501采煤工作面辅运巷、皮带巷进行充填密闭墙的应用后,对1501采煤工作面起到了良好的密闭作用:辅运巷密闭墙内的O2体积分数由20%左右降到了2%左右,皮带巷密闭墙内的O2体积分数由18%左右下降到了2%左右,且两密闭墙内均未检测到乙烯、乙炔等煤自然发火标志性气体,因此,可以判断在停产期间此次密闭消除了1501采煤工作面煤自燃倾向性。     

矿井瓦斯安全智能巡检系统在古书院矿的应用

针对原有瓦检方式存在的问题,开发了矿井瓦斯安全智能巡检系统,并在古书院矿得到成功应用,取得了较好的效果,保证了安全生产。     

曹庄煤矿自流式似膏体充填工艺研究

 摘要：采用自流式似膏体充填工艺对曹庄煤矿81006工作面进行充填开采,介绍了曹庄煤矿自流式充填系统的构成及充填工艺,最后工作面充填效果进行评价。结果表明：超前巷道顶底板最大移近量为174mm,平均108mm,充填开采有效控制矿压显现强度;充填体内顶底板最大压缩量为104mm,压缩率为5.2%,充填体接顶效果好;充填体内应力逐渐增大,最大应力为15.02MPa,基本与原始应力13.75MPa相等,从采空区开始充填到充填体应力达到原始应力大约需要20天时间,充填密实率好,充填体可以承担覆岩全部重量;充填后,地表几乎没有下沉,地表得到有效保护。     

煤矿井用赤泥/粉煤灰充填材料的抗压抗折性能研究

以赤泥为主要原料制备煤矿井充填材料,研究了激发剂种类及其掺量、粉煤灰掺量、水泥掺量及加水量对充填材料抗压强度、抗折强度的影响。研究表明:激发剂A（主要成分为木质苯磺酸钙,用量为赤泥干基的0.5%）对充填材料的激发效果最为显著;且在一定条件下抗压、抗折强度下随粉煤灰添加量增加呈先增大后减小的变化趋势;随水泥添加量的增加逐渐增大。通过各方面试验得出最优强度为:28 d抗压强度为1.30 MPa,抗折强度为0.71 Mpa,满足相关充填指标。经过浸出毒性检验,结果表明赤泥基填充材料中重金属元素均达标。