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风积沙-萘系减水剂充填材料流动性测试研究
1
作者 王波 周俊丽 +3 位作者 翟龙虎 张超 王家乐 宋杰 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期94-100,共7页
为分析风积沙-萘系减水剂充填材料的流动特性,以风积沙、粉煤灰、水泥及萘系减水剂为原材料,混合制备了胶结充填材料,通过极差分析、方差分析及多元回归分析方法,研究了因素(风积沙∶粉煤灰(质量比)A、水泥含量B、萘系减水剂含量C)对风... 为分析风积沙-萘系减水剂充填材料的流动特性,以风积沙、粉煤灰、水泥及萘系减水剂为原材料,混合制备了胶结充填材料,通过极差分析、方差分析及多元回归分析方法,研究了因素(风积沙∶粉煤灰(质量比)A、水泥含量B、萘系减水剂含量C)对风积沙-萘系减水剂充填材料的初凝时间、泌水率、扩散度的影响。结果表明:在试验设定的水平范围内,风积沙-萘系减水剂充填材料的初凝时间为16~58 min,泌水率为4%~31%,扩散度为64.7~73.7 cm。3个因素对于材料初凝时间为A>B>C,泌水率为C>B>A,扩散度为A>C>B;说明风积沙与粉煤灰的质量比对材料的初凝和扩散度的影响最大,而萘系减水剂对材料泌水率的影响最大。建立并校验了在3个因素影响下该胶结充填材料的流动性、强度特性参数预计模型。 展开更多
关键词 风积沙 充填材料 流动性 预测模型
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煤泥基充填材料流动性与强度特性试验研究 被引量：2
2
作者 安百富 易巧梅 +3 位作者 赵祥 余伟健 王栋达 王家乐 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期13-21,共9页
为研究煤泥基充填材料的流动与强度特性,运用正交试验设计了以煤泥、高水、水泥、粉煤灰为组合的胶结充填材料,采用极差、方差分析及多元回归分析等方法,研究了煤泥水百分浓度(A)、高水添加比例(B)、水泥添加比例(C)、粉煤灰添加比例(D)... 为研究煤泥基充填材料的流动与强度特性,运用正交试验设计了以煤泥、高水、水泥、粉煤灰为组合的胶结充填材料,采用极差、方差分析及多元回归分析等方法,研究了煤泥水百分浓度(A)、高水添加比例(B)、水泥添加比例(C)、粉煤灰添加比例(D)等4个关键因素对充填材料的初凝时间、扩散度及抗压强度、抗剪强度的影响机制。试验结果表明:①煤泥基充填材料的初凝时间为52~67 min,扩散度为42.0~76.5 cm,抗压强度为0.076~0.247 MPa,抗剪强度为0.033~0.139 MPa。对于初凝时间,影响显著性有B>C>A>D;对于扩散度,有A>D>B>C;对于抗压强度,有D>C>A>B;对于抗剪强度,有C>D>A>B。②拟合出了A、B、C、D与流动性指标及强度指标的数学关系式,初凝时间与A、B成二次函数关系、与C、D均呈指数关系;扩散度与A、B、C均呈指数关系,与D呈三角函数关系;抗压强度与A、D均呈指数关系,与B、C呈二次多项式关系;抗剪强度与A、B呈二次多项式关系、与C、D均呈指数关系;在A、B、C、D等4个因素与4个参数独立拟合方程的基础上,建立4因素共同影响下煤泥基充填材料流动性及强度特性参数预计模型,并进行了验证。 展开更多
关键词 煤泥基 充填材料 流动性 抗压强度 抗剪强度
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干湿循环下复合激发膏体充填材料宏-细-微观强化与损伤特性 被引量：2
3
作者 王贻明 刘树龙 +2 位作者 吴爱祥 王志凯 张敏哲 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期665-676,共12页
为探明盐-碱复合激发膏体充填材料的性能变化规律及干湿循环作用下充填体结构多尺度损伤机制,对以脱硫石膏和水泥熟料为复合激发剂的膏体充填材料进行多目标优化,并对最优配比下的充填体试块进行0~25次干湿循环,开展抗压强度、X射线衍射... 为探明盐-碱复合激发膏体充填材料的性能变化规律及干湿循环作用下充填体结构多尺度损伤机制,对以脱硫石膏和水泥熟料为复合激发剂的膏体充填材料进行多目标优化,并对最优配比下的充填体试块进行0~25次干湿循环,开展抗压强度、X射线衍射(XRD)、低场核磁共振(NMR)、扫描电镜(SEM)试验,揭示充填体宏观力学行为和微细观结构演化规律。研究结果表明:充填材料最优配比是矿渣掺量为50%,脱硫石膏与水泥熟料质量比为3:7,硅灰掺量为2.5%。随着干湿循环次数的增加,充填体宏观表现为抗压强度的折减及累积电导率升高,干湿循环10次时出现拐点,质量损失率和强度损失率分别达极小值-1.91%和-8.36%;在细观尺度上,T2谱反演良好,干湿循环作用10次后,横向弛豫时间逐渐右移且谱面积增大,表明膏体充填材料孔隙尺寸及数量随着干湿循环次数增加而增大;微观尺度上,钙矾石、石膏和方解石等侵蚀产物的膨胀结晶应力加速了微观孔隙结构的发育,反复干湿循环作用削减了C-S-H凝胶的黏聚力,由最初的堆叠蜂窝状劣化为小块状。综合宏、细、微观结构演变规律可知,孔隙结构的损伤演化与力学性能的劣化特征具有较好的同步性。 展开更多
关键词 膏体充填材料 多目标优化 干湿循环 力学性能 水化产物 损伤机制
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新型氟石膏基充填材料性能及水化机理研究 被引量：1
4
作者 王春 张翼飞 +2 位作者 朱明礼 任雨蒙 展帅菲 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期185-193,共9页
目的针对矿山充填材料成本高,工业固废堆积占地等问题,研制了一种含工业固废的新型矿山充填材料。方法用氟石膏和粉煤灰代替水泥作为胶凝材料,通过正交实验法探究氟石膏基充填材料的最优配比,并对其力学特性、水化产物、水化作用机理和... 目的针对矿山充填材料成本高,工业固废堆积占地等问题,研制了一种含工业固废的新型矿山充填材料。方法用氟石膏和粉煤灰代替水泥作为胶凝材料,通过正交实验法探究氟石膏基充填材料的最优配比,并对其力学特性、水化产物、水化作用机理和微观结构进行研究。结果结果表明,最优配比材料充填体的1,7,28 d强度分别可以达到1.41,4.11,6.47 MPa,可满足矿山充填基本要求;膏体坍落度、扩散度、泌水率分别为22.7 cm,42.6 cm,2.58%,膏体流动性较好,便于运输。氟石膏含量、粉煤灰含量和浆料浓度为材料配比中的3个变量因素,其中对充填体1 d强度影响最大的因素为浆料浓度,对充填体7,28 d强度和泌水率影响最大的因素为粉煤灰含量,对膏体坍落度和扩散度影响最大的因素为氟石膏含量。充填体的单轴破坏形式为剪切破坏,破坏后内聚力和内摩擦角分别为2.02 MPa,32.6°。水化产物包含钙矾石、二水硫酸钙和水化硅酸钙凝胶,水化过程中氟石膏固结体由无水相转化为二水相,其中钙矾石和水化硅酸钙凝胶的增多会形成致密结构,有利于提升充填体抗压强度。结论用氟石膏和粉煤灰替代水泥制备的充填材料具备可行性,且成本较低,固废用量占比90%以上,有显著的经济效益,应用前景广阔。 展开更多
关键词 氟石膏基充填材料 膏体坍落度 扩散度 泌水率 粉煤灰 正交实验
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玻璃纤维改性煤基固废胶结充填材料性能研究 被引量：1
5
作者 程强强 汪浩东 +3 位作者 阴琪翔 赵明翔 姚越 闫宝峰 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第1期161-167,174,共8页
基于煤矸石、粉煤灰等煤基固废再生资源利用和胶结充填材料性能优化问题,研究了玻璃纤维掺量、长度和养护龄期对煤基固废胶结材料输送性能和力学性能的影响规律,探讨了玻璃纤维增强机理。实验结果表明:玻璃纤维改性煤基固废胶结材料坍... 基于煤矸石、粉煤灰等煤基固废再生资源利用和胶结充填材料性能优化问题,研究了玻璃纤维掺量、长度和养护龄期对煤基固废胶结材料输送性能和力学性能的影响规律,探讨了玻璃纤维增强机理。实验结果表明:玻璃纤维改性煤基固废胶结材料坍落度随纤维长度和掺量的增大而减小,但均大于200 mm,满足输送性能要求;抗压强度和抗拉强度随纤维长度的增大呈先增高后降低,随纤维掺量的增加而增高的变化规律;当玻璃纤维长度为6 mm、掺量为0.3%时,质量分数为79%的煤基固废胶结材料的综合性能最佳;玻璃纤维改性煤基固废胶结材料水化反应后,生成的针状和团状产物填充了材料细小裂隙且附着于纤维表面,能够有效提高材料的力学性能。 展开更多
关键词 煤基固废 玻璃纤维 胶结材料 充填材料 输送性能 力学性能 微观结构
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大宗煤基固废膏体充填材料少水化配比优化研究
6
作者 陈登红 秦海月 +1 位作者 李超 陈冉 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第4期146-155,共10页
为解决西部采煤区固废多、处理难的问题,以宁东矿区的脱硫石膏、粉煤灰、水泥为主要原料,对原料的微观形态及少水配比的煤基固废膏体充填材料的成分进行分析,以初期流动性、脱模后7 d和28 d的抗压强度为指标进行充填材料配比优化。设计... 为解决西部采煤区固废多、处理难的问题,以宁东矿区的脱硫石膏、粉煤灰、水泥为主要原料,对原料的微观形态及少水配比的煤基固废膏体充填材料的成分进行分析,以初期流动性、脱模后7 d和28 d的抗压强度为指标进行充填材料配比优化。设计了3因素3水平17组配比方案,建立响应面回归模型,分析单因素及多因素交互作用对少水充填材料强度和流动性的影响。研究结果表明,粉煤灰与水泥质量比是影响少水充填材料强度的重要因素,料浆质量分数是影响少水充填材料流动性的重要因素。少水配比的煤基固废膏体充填材料的最优配合比:脱硫石膏质量分数53%,粉煤灰与水泥质量比2∶1,料浆质量分数74%。波速与强度的响应关系表明,可以利用充填体的波速来预测其强度。 展开更多
关键词 煤基固废 少水充填 膏体充填材料 响应面法 水化机理
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聚丙烯腈纤维调控水泥基充填材料凝结硬化与力学性能研究
7
作者 谭琴 戴勤友 赵岩 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第9期283-288,共6页
利用聚丙烯腈(PAN)纤维调控水泥基充填材料,对水泥基充填材料的凝结硬化时间、抗压强度、黏结强度、抗弯强度和抗拉强度进行了分析,研究了不同纤维掺量(0.5%、1%、1.5%)和不同长径比(100、200、300)的聚丙烯腈纤维对水泥基充填材料力学... 利用聚丙烯腈(PAN)纤维调控水泥基充填材料,对水泥基充填材料的凝结硬化时间、抗压强度、黏结强度、抗弯强度和抗拉强度进行了分析,研究了不同纤维掺量(0.5%、1%、1.5%)和不同长径比(100、200、300)的聚丙烯腈纤维对水泥基充填材料力学性能的影响。结果表明:当PAN纤维掺量为1.5%时,较CM组(不掺PAN纤维)的初凝和终凝时间分别降低了11.1%和5.7%;PAN纤维水泥基充填材料的抗压强度随着PAN纤维含量增加而降低。与CM组相比,当PAN纤维体积含量为0.5%、1.0%和1.5%时,抗压强度分别下降了13.0%、3.7%和7.4%;纤维掺量为1%、长径比为200的水泥基充填材料的抗弯强度较CM组增加了78.6%,增幅最大。水泥基充填材料的黏结强度和抗弯强度先增加,然后随着PAN体积掺量和长径比增加而降低;随着PAN纤维掺入,水泥基充填材料的抗拉强度有所提高,与CM组相比,PAN纤维水泥基充填材料的抗拉强度提高了36.4%~418.2%。 展开更多
关键词 充填材料 聚丙烯腈纤维 凝结硬化性能 抗压强度 抗弯强度 黏结强度 抗拉强度
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煤基固废充填材料及充填工艺发展现状与展望
8
作者 刘鹏亮 《矿产保护与利用》 2024年第6期15-24,F0002,共11页
煤基固废是主要的工业废弃物,其规模化处置利用对于煤炭行业可持续发展和矿区生态环境保护具有重要现实意义。充填开采作为兼具煤基固废井下处置和“三下”压煤回收的绿色开采方式,20多年来得到了快速发展和应用,形成了以固体和膏体为... 煤基固废是主要的工业废弃物,其规模化处置利用对于煤炭行业可持续发展和矿区生态环境保护具有重要现实意义。充填开采作为兼具煤基固废井下处置和“三下”压煤回收的绿色开采方式,20多年来得到了快速发展和应用,形成了以固体和膏体为主要充填材料形式、以综采充填和连采充填为主要工艺的技术体系。梳理了以煤矸石和粉煤灰为代表的煤基固废充填开采的技术特点和分类,煤矸石、粉煤灰、炉渣、气化渣、脱硫石膏等固废的基本物理化学性质表明,煤基固废具有作为充填材料的可行性,分别总结了矸石固体和膏体充填材料的压缩特性,分析了连采连充与综采充填两种主要充填开采工艺的特点,在拓宽煤基固废充填材料范围、提高充填开采生产能力、降低充填成本等方面进行了展望,以期为煤基固废充填开采未来发展提供思路。 展开更多
关键词 煤基固废 固体充填材料 膏体充填材料 连采连充 综采充填
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磷石膏矿山充填材料研发与性能试验研究 被引量：6
9
作者 张淑坤 杨浩杰 +5 位作者 付康 郭常宇 马旭辉 姚峰 肖浩冉 刘加军 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第1期133-139,共7页
为了研究固废磷石膏制备矿山充填材料的可行性,以磷石膏为骨料,添加电石渣、矿渣制备充填材料。采用单因素试验和正交试验法研究了电石渣质量分数、矿渣质量分数、物料质量分数,以及烘干温度对充填材料抗压强度的影响规律,并利用SEM分... 为了研究固废磷石膏制备矿山充填材料的可行性,以磷石膏为骨料,添加电石渣、矿渣制备充填材料。采用单因素试验和正交试验法研究了电石渣质量分数、矿渣质量分数、物料质量分数,以及烘干温度对充填材料抗压强度的影响规律,并利用SEM分析了样品的微观形貌特征。试验结果表明:当磷石膏、电石渣、矿渣质量分数分别为65%、5%、30%时,物料质量分数为65%充填材料的强度及初始流动度满足充填要求。在130℃烘干8 h条件下,充填材料峰值强度最高。电石渣激发了矿渣活性,磷石膏与矿渣形成了针状钙矾石及水化铝酸钙和水化硅酸钙凝胶,增强了充填材料强度。 展开更多
关键词 磷石膏 电石渣 充填材料 宏观力学性能 微观结构
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基于响应面法的采空区充填材料配比优化研究
10
作者 张嘉勇 邱艳兵 +4 位作者 崔啸 郭立稳 郑庆学 武建国 关联合 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第9期26-33,共8页
为解决采空区垮落和瓦斯扩散问题,分别选用矿渣、粉煤灰和水泥作为充填材料的骨料、细料和胶结剂,采用响应面法(Response Surface Method,RSM)设计配比试验,以质量浓度、材料比例和矿渣粒径作为单因素影响因子,材料流动性、抗压强度和... 为解决采空区垮落和瓦斯扩散问题,分别选用矿渣、粉煤灰和水泥作为充填材料的骨料、细料和胶结剂,采用响应面法(Response Surface Method,RSM)设计配比试验,以质量浓度、材料比例和矿渣粒径作为单因素影响因子,材料流动性、抗压强度和渗透率为响应目标值,分析料浆质量浓度、材料比例和矿渣粒径对充填材料流动性、抗压强度和渗透性能的影响规律,并建立非线性回归方程,优化多目标条件下的充填材料配比。研究结果表明:①粉煤灰的火山灰效应会影响充填材料的水化反应进程,随着粉煤灰比例增大,各龄期的抗压强度先增大后减小,各龄期的渗透率增大;②矿渣表面粗糙,密度变化较大,在养护后期,随着矿渣粒径增大,材料抗压强度先增大后减小,材料渗透率减小;③充填材料的最佳材料配比为水泥∶粉煤灰∶矿渣=1∶3∶5,其中料浆质量浓度为80%,矿渣粒径为5~10 mm;④该配比条件下的充填材料浆体流动度为20.5 cm,14 d渗透率为0.021×10^(-14)m^(2),14 d抗压强度为22.2 MPa。研究成果为采空区减沉与瓦斯封存协同治理提供了基础参数和理论依据。 展开更多
关键词 充填材料 采空区减沉 瓦斯封存 力学性能 渗透特性 响应面法
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粉煤灰膏体采空区充填材料性能影响因素 被引量：1
11
作者 高小艳 王玉怀 +4 位作者 黄溶淇 郝文澜 赵智远 任宸正 王佳一 《采矿技术》 2024年第4期295-300,共6页
为了筛选出粉煤灰膏体采空区充填材料,以优良的、物美价廉的粉煤灰与煤矸石为骨料,水泥为胶结料,同时配备一定质量比例的细砂和黄土为粉煤灰膏体充填材料,添加适当的速凝剂以改善粉煤灰膏体的凝结时间。运用正交试验方法,通过改变粉煤... 为了筛选出粉煤灰膏体采空区充填材料,以优良的、物美价廉的粉煤灰与煤矸石为骨料,水泥为胶结料,同时配备一定质量比例的细砂和黄土为粉煤灰膏体充填材料,添加适当的速凝剂以改善粉煤灰膏体的凝结时间。运用正交试验方法,通过改变粉煤灰掺量、煤矸石掺量、水泥掺量、速凝剂以及浆液质量浓度,研究了不同配比粉煤灰膏体充填材料的塌落度、初凝时间和早期与后期抗压强度等性能参数的变化规律。研究表明:本试验条件下粉煤灰膏体充填材料最优配比为粉煤灰∶水泥∶煤矸石∶细沙∶黄土=2∶3∶4∶0.5∶0.5,添加剂为水泥掺量的4%,浆液质量浓度为75%;在本组配比条件下,粉煤灰膏体充填材料的塌落度为205.7mm,初凝时间为4.4h,1d、7d、14d、28d的抗压强度分别为0.879MPa、9.252MPa、11.586MPa、13.479MPa。 展开更多
关键词 粉煤灰 采空区 膏体充填材料 性能参数 影响因素
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磷石膏协同多元固废制备矿山充填材料 被引量：1
12
作者 杨玉翰 邬忠虎 +1 位作者 冯政 雷文丽 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第6期235-241,共7页
为解决磷石膏利用率低、对环境危害大与低成本矿山充填材料研制的问题,本文以粉煤灰、钢渣、高炉矿渣为胶凝材料组分,协同磷石膏制备一种新型的磷石膏基矿山充填材料。通过抗压强度、流动度、凝结时间、浸出毒性和微观试验研究了充填材... 为解决磷石膏利用率低、对环境危害大与低成本矿山充填材料研制的问题,本文以粉煤灰、钢渣、高炉矿渣为胶凝材料组分,协同磷石膏制备一种新型的磷石膏基矿山充填材料。通过抗压强度、流动度、凝结时间、浸出毒性和微观试验研究了充填材料的工程与环境特性。结果表明:所研制的矿山充填材料的抗压强度、流动度、凝结时间均能满足规范,达到工程应用需求;在养护28 d后,充填材料的重金属元素的浸出浓度都可以满足地下水Ⅲ级标准的要求,不会污染环境和危害人体健康。当钢渣和高炉矿渣的掺量逐渐增加时,抗压强度逐渐升高,流动度和凝结时间逐渐降低;充填材料中主要的水化产物是钙矾石和C—(A)—S—H凝胶,两者都为充填材料提供了主要的强度,且C—(A)—S—H凝胶可以包裹住重金属离子。 展开更多
关键词 磷石膏 粉煤灰 钢渣 高炉矿渣 矿山充填材料 工程性能 毒性浸出
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粉煤灰/煤矸石离层注浆充填材料性能研究
13
作者 李新旺 吴荣元 +3 位作者 李磊 祁义飞 程立朝 李丽 《煤炭与化工》 CAS 2024年第10期1-5,11,共6页
针对离层注浆充填材料中粉煤灰需求量大、成本高的问题,提出将粉煤灰/煤矸石作为离层注浆充填材料,研究了煤矸石的物化性质和不同水固比、粉煤灰(80~109μm)与煤矸石(80~109μm)之比(“粉矸比”)、煤矸石(80~109μm)与细粒煤矸石(小于80... 针对离层注浆充填材料中粉煤灰需求量大、成本高的问题,提出将粉煤灰/煤矸石作为离层注浆充填材料,研究了煤矸石的物化性质和不同水固比、粉煤灰(80~109μm)与煤矸石(80~109μm)之比(“粉矸比”)、煤矸石(80~109μm)与细粒煤矸石(小于80μm)之比(“大矸比”)对离层注浆充填材料的黏度、流动度、密度及析水率的影响规律。结果表明:经球磨破碎后的煤矸石物化性质与粉煤灰相近;水固比为1.2、粉矸比为8∶2时,充填材料黏度、流动度、析水率及密度分别为22.25 s、250 mm、3.4%、1.325 g/cm3,与现用粉煤灰充填材料各性能指标相近,可作为离层注浆充填材料使用。 展开更多
关键词 绿色矿山 离层注浆 充填材料 粉煤灰 煤矸石 资源化利用
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酚醛树脂泡沫充填材料反应温度和膨胀倍数影响因素研究
14
作者 杨春满 王凯 +1 位作者 于潇沣 王利红 《中国煤炭》 北大核心 2024年第1期80-86,共7页
酚醛树脂泡沫快速的发泡性能和高膨胀倍数,能够使其在极短的时间将煤矿冒落区的大空穴充满,并具有一定的支撑能力,而发泡剂和助剂是影响酚醛树脂泡沫的主要因素,对物理发泡剂和化学发泡剂进行了比较,测试了膨胀倍数、最高反应温度、抗... 酚醛树脂泡沫快速的发泡性能和高膨胀倍数,能够使其在极短的时间将煤矿冒落区的大空穴充满,并具有一定的支撑能力,而发泡剂和助剂是影响酚醛树脂泡沫的主要因素,对物理发泡剂和化学发泡剂进行了比较,测试了膨胀倍数、最高反应温度、抗压强度、固化时间和泡孔结构等指标。研究结果表明,相同量的化学发泡剂要优于物理发泡剂,而将两者混合使用后可以取得更好的发泡效果;随着发泡剂添加酚醛树脂泡沫膨胀倍数逐渐增加,当膨胀倍数超过40倍后其抗压强度将低于标准指标要求,因此膨胀倍数在25~40倍时为最佳;添加高热容助剂可以有效降低最高反应温度,但添加量过大时会延长酚醛树脂泡沫的固化时间导致成型慢,进而影响施工效果,因此助剂添加量在10%~15%时,可以有效降低最高反应温度,并对固化时间影响较小。 展开更多
关键词 充填材料 酚醛树脂泡沫 反应温度 膨胀倍数 固化时间 泡孔结构
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残采区上行开采充填材料优化研究
15
作者 梁文海 管伟明 《煤炭技术》 CAS 2024年第3期56-61,共6页
为了确保残采区上行开采安全稳定进行,选取3组不同充填配比方案,围绕采用不同配比充填材料进行充填时15S01工作面矿压显现规律的研究。通过比较沙湾某矿15S01工作面充填开采前后矿山压力显现特征的差异性,进一步论证采用充填开采的合理... 为了确保残采区上行开采安全稳定进行,选取3组不同充填配比方案,围绕采用不同配比充填材料进行充填时15S01工作面矿压显现规律的研究。通过比较沙湾某矿15S01工作面充填开采前后矿山压力显现特征的差异性,进一步论证采用充填开采的合理性和必要性。研究结果表明,3种充填材料均能有效发挥支撑作用。1#充填材料力学性质相对较弱,充填体的应力水平会略低于周围矿柱,但仍能有效控制矿柱应力水平,大幅度降低充填区域煤柱的应力集中水平,并基本消除B4煤层工作面推进导致的应力集中影响。当采用力学性质与煤体非常接近的2#与3#充填材料时,充填体与煤体基本同步变形,两者边界几乎不存在应力差异,充填效果达到最佳。 展开更多
关键词 充填材料 应力演化 数值模拟
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煤矿用无机发泡充填材料研发及其应用研究
16
作者 张磊 张耀辉 +1 位作者 程博 陈嘉 《煤炭技术》 CAS 2024年第6期28-32,共5页
针对某矿井空巷、上隅角和高冒区带来的冒顶、瓦斯积聚、煤层自燃等问题,研发了一种无机发泡充填材料,并分别制定空巷、上隅角和高冒区的治理方案和施工工艺,开展工业试验,同时对治理效果监测和分析。研究结果表明:研发的无机发泡材料... 针对某矿井空巷、上隅角和高冒区带来的冒顶、瓦斯积聚、煤层自燃等问题,研发了一种无机发泡充填材料,并分别制定空巷、上隅角和高冒区的治理方案和施工工艺,开展工业试验,同时对治理效果监测和分析。研究结果表明:研发的无机发泡材料具有速凝、早强、发泡倍数高(可控)、不燃的特性,且适用的水灰比范围大、抗压强度可达1.2~4.5 MPa。采用的施工工艺简单,充填效率高,能够满足空巷充填、上隅角密闭和高冒区充填等工程。现场工业试验也证明了研制的无机发泡材料的应用可有效控制空巷变形,解决了上隅角瓦斯浓度高和漏风的问题,也避免了高冒区瓦斯积聚、煤层自燃的现象,一定程度上可为矿井安全高效开采提供保障。 展开更多
关键词 无机发泡充填材料 空巷充填 上隅角密闭 高冒区充填 工程应用
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覆岩离层注浆用煤矸石基充填材料微结构及充填物化性能研究
17
作者 王家乐 王学安 +2 位作者 南娜 李耿 王传留 《煤炭加工与综合利用》 CAS 2024年第12期127-132,共6页
煤矿区覆岩离层对地表沉降、矿区安全等有直接影响,而注浆充填是解决该问题的主要技术手段,其中充填材料决定着离层充填成本和实际效果。针对神东矿区覆岩离层注浆充填材料问题,系统性研究了神东矿区煤矸石原材料物化组成及注浆性能,探... 煤矿区覆岩离层对地表沉降、矿区安全等有直接影响,而注浆充填是解决该问题的主要技术手段,其中充填材料决定着离层充填成本和实际效果。针对神东矿区覆岩离层注浆充填材料问题,系统性研究了神东矿区煤矸石原材料物化组成及注浆性能,探究不同水/灰比条件及不同成分级配条件下煤矸石基充填材料的物化性能。通过制备不同水/灰比的纯矸石料、矸石+粉煤灰、矸石+粉煤灰+水泥三种实验材料,研究了不同配方充填材料的固化特性、抗压强度、流动度与泌水率等关键指标,分析了粉煤灰及水泥的掺入对煤矸石基充填材料性能的影响机理。结果表明,三种充填材料的抗压强度均随着水/灰比的增加而降低;同一水/灰比下,纯矸石样品或矸石掺粉煤灰充填材料的早期抗压强度(3 d、7 d)及后期强度(28 d)较低,均在1 MPa以下;掺入水泥(矸石+粉煤灰+水泥)后,充填材料早期强度(3 d, 7 d)显著增加,后期强度(28 d)大幅提升;水泥作为胶凝材料掺入,对多棱角煤矸石骨料间起到滚珠润滑交联作用,减小骨料间机械咬合,显著改善了砂浆流动性。 展开更多
关键词 煤矸石 离层注浆 充填材料 物化性质 力学性能
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全尾砂-废石膏体充填材料特性及工艺参数研究
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作者 王小平 冯亮 《采矿技术》 2024年第5期266-270,共5页
针对国内某矿山全尾砂+废石膏体充填系统存在的尾砂浓度低和充填料浆输送堵管的问题,采用室内试验方法对充填骨料的物理化学性质、全尾砂动态絮凝沉降性能以及充填料浆的流变特性等进行了研究。试验结果表明:该矿山全尾砂属极细尾砂,粒... 针对国内某矿山全尾砂+废石膏体充填系统存在的尾砂浓度低和充填料浆输送堵管的问题,采用室内试验方法对充填骨料的物理化学性质、全尾砂动态絮凝沉降性能以及充填料浆的流变特性等进行了研究。试验结果表明:该矿山全尾砂属极细尾砂,粒径-20μm比例达46%,保水性能较好;该矿山全尾砂动态絮凝沉降最优参数为:质量浓度为10%,絮凝剂为30 g/t,进料速度为0.7 t/(m^(2)·h)。在最优参数条件下,底流放砂浓度可达到68.75%以上,溢流水含固量小于300 mg/L。为有效降低料浆的输送阻力,改善料浆的流动性能和流平性,可适当降低充填料浆质量浓度与尾废比,充填料浆优化配比参数为:灰砂比=1∶4,尾废比=3∶7,质量浓度78%。 展开更多
关键词 絮凝沉降 膏体充填 充填材料 流变参数
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煤矿新型胶凝充填材料配比试验及水化机理研究 被引量：17
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作者 杨宝贵 杨捷 +3 位作者 于跃 李多 蒋斌 程坤 《矿业科学学报》 2017年第5期475-481,共7页
针对新阳煤矿充填开采,利用粉煤灰、石灰、脱硫石膏等固体废弃物加少量水泥进行新型充填胶凝材料强度试验研究,采用正交试验法确定煤矿新型胶凝材料中水泥、石灰、脱硫石膏和粉煤灰的最佳配比。借助XRD衍射仪和扫描电镜(SEM)研究新型充... 针对新阳煤矿充填开采,利用粉煤灰、石灰、脱硫石膏等固体废弃物加少量水泥进行新型充填胶凝材料强度试验研究,采用正交试验法确定煤矿新型胶凝材料中水泥、石灰、脱硫石膏和粉煤灰的最佳配比。借助XRD衍射仪和扫描电镜(SEM)研究新型充填胶凝材料的水化机理,揭示了不同龄期胶凝材料的水化产物类型与微观发育形态,最后以该胶凝材料与煤矸石和水按一定比例混合制备充填料浆,并与相同质量浓度下的高浓度胶结充填料浆性能进行对比。结果表明:煤矿新型胶凝材料的最佳配比为水泥∶石灰∶脱硫石膏∶粉煤灰=10%∶1.8%∶9%∶79.2%;新型胶凝材料养护龄期3 d时,水化产物主要以针状存在,通过团絮状、丝状产物相联结;养护龄期到达28 d时,水化产物间主要以团状、块状或成片状物质形式存在,水化产物黏结得较紧密;相同质量浓度下,新型充填材料和高浓度胶结充填材料相比,尽管强度和泌水率等指标略低,但已经满足新阳煤矿充填开采的要求,并极大地降低了胶凝材料的成本。 展开更多
关键词 新型胶凝充填材料 正交试验 水化产物 微观发育形态 高浓度胶结充填材料
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全尾砂高水速凝充填材料特性的研究 被引量：8
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作者 杨小聪 贯鸿林 《矿冶》 CAS 1995年第4期5-12,共8页
全尾砂高水速凝充填技术是一项新近发展起来的充填技术。通过室内试验，研究了全尾砂高水速凝充填材料的基本特性，如充填料浆的自然沉降及原因特性、充填体强度特性和充填体风化特性等。研究结果对全尾砂高水速凝充填技术的应用具有一... 全尾砂高水速凝充填技术是一项新近发展起来的充填技术。通过室内试验，研究了全尾砂高水速凝充填材料的基本特性，如充填料浆的自然沉降及原因特性、充填体强度特性和充填体风化特性等。研究结果对全尾砂高水速凝充填技术的应用具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 充填材料 尾砂 尾砂充填材料 速凝材料 矿用
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