循环流化床多元固废粉煤灰基水泥胶砂固碳试验研究

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作者 燕伟 李驰 +1 位作者 邢渊浩 高瑜 《材料导报》 北大核心 2025年第9期99-105,共7页

为提高循环流化床(CFB)固体废弃物—“非常规”粉煤灰(CFB-FA)、炉渣(CFB-S)、脱硫石膏(CFB-FGD)利用率,减少水泥建材中的水泥用量,以CFB-FA、CFB-S、CFB-FGD复合并替代40%水泥制备循环流化床多元固废粉煤灰基水泥胶砂,基于碳化养护技... 为提高循环流化床(CFB)固体废弃物—“非常规”粉煤灰(CFB-FA)、炉渣(CFB-S)、脱硫石膏(CFB-FGD)利用率,减少水泥建材中的水泥用量,以CFB-FA、CFB-S、CFB-FGD复合并替代40%水泥制备循环流化床多元固废粉煤灰基水泥胶砂,基于碳化养护技术提升其力学性能,并分析固碳效果。结果表明:(1)三种材料以m(CFB-FA)∶m(CFB-S)∶m(CFB-FGD)=3∶2∶1复合并替代40%水泥制备的胶砂试件碳化养护7 d时的抗压强度为43.8 MPa,满足普通水泥胶砂标准养护28 d时的抗压强度要求;(2)对比循环流化床多元固废粉煤灰基水泥胶砂碳化前后物相组成及微观形貌发现,碳化28 d后试件表层和内部有大量CaCO_(3)生成;(3)计算分析得出其自然养护28 d后CO_(2)吸收量为21.8%,较普通水泥胶砂28 d自然碳化吸收量高约10%。该种循环流化床多元固废粉煤灰基水泥胶砂经碳化养护后不仅具备较高力学性能,而且自身固碳能力突出,有一定的工程应用价值并发挥一定的“碳中和”效应。 展开更多

关键词 固废利用 循环流化床(CFB) 粉煤灰基水泥胶砂 力学性能 固碳

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基于CT扫描技术矿渣微粉改良黄土孔隙特性的试验研究 被引量：4

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作者 杨国辉 李驰 +3 位作者 商艳 张振国 高瑜 李拴虎 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2023年第9期201-209,共9页

【目的】随着黄土地区基础设施的大力开发及减碳理念的不断深化,迫切需要使用环保材料解决黄土承载能力低、孔隙率大等问题。【方法】使用不同掺量矿渣微粉对黄土进行改良,并利用工业CT仪对矿渣微粉黄土进行微观试验,从孔隙分布、形态... 【目的】随着黄土地区基础设施的大力开发及减碳理念的不断深化,迫切需要使用环保材料解决黄土承载能力低、孔隙率大等问题。【方法】使用不同掺量矿渣微粉对黄土进行改良,并利用工业CT仪对矿渣微粉黄土进行微观试验,从孔隙分布、形态、大小等角度进行分析,研究矿渣微粉对黄土孔结构的影响,从而为黄土力学性能变化提供参考。【结果】结果显示:掺量为15%时,黄土孔隙分形维数最小值为0.65,孔隙丰度主要集中在0~2之间,孔隙结构较为简单;掺量为5%、10%、15%、20%的矿渣微粉黄土孔隙率较素黄土分别下降14.69%、34.18%、73.42%、45.51%。【结论】结果表明:矿渣微粉掺入可有效改变黄土孔隙大小、分布、形态,使黄土孔隙结构趋于简单,利于黄土力学性能提升。适量矿渣微粉可有效降低孔隙直径,同时孔隙角度分布趋于均匀。 展开更多

关键词 黄土 矿渣微粉 工业CT 孔隙形态 孔隙分布 孔隙大小

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MICP技术与超旱生植物联合治理流沙试验研究 被引量：1

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作者 赵志杰 李驰 +2 位作者 高瑜 张振国 张永锋 《人民黄河》 CAS 北大核心 2022年第8期119-122,127,共5页

为探究MICP技术与超旱生植物联合进行防风固沙的可行性,基于MICP技术对流沙进行处理,选择霸王、无芒隐子草和白沙蒿3种超旱生植物进行室内盆栽试验,研究了菌液浓度和胶结液浓度对植物出苗率的影响,并采用室内风沙侵蚀系统对MICP技术处... 为探究MICP技术与超旱生植物联合进行防风固沙的可行性,基于MICP技术对流沙进行处理,选择霸王、无芒隐子草和白沙蒿3种超旱生植物进行室内盆栽试验,研究了菌液浓度和胶结液浓度对植物出苗率的影响,并采用室内风沙侵蚀系统对MICP技术处理的试件进行吹蚀试验,研究了其抗风蚀性能。结果显示:MICP技术联合超旱生植物进行防风固沙在技术上是可行的,微生物诱导碳酸钙沉淀的最佳菌液OD_(600)值为0.8、胶结液浓度为0.10 mol/L,以此配比对流沙进行处理后矿化覆膜生成情况最优、旱生植物出苗率最高;3种超旱生植物出苗率顺序为白沙蒿>霸王>无芒隐子草;矿化覆膜具有良好的抗风蚀性能,菌液和胶结液混合液按喷洒量为0.5~0.7 mL/cm^(2)处理的试件经12 m/s风速吹蚀10 min后,质量损失率比对照试件降低50~64个百分点,喷洒量为0.7 mL/cm^(2)的试件抗风蚀性能最好。 展开更多

关键词 MICP 超旱生植物 防风固沙 盆栽试验 吹蚀试验

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浅埋房柱式采空区煤柱稳定性及控制研究 被引量：5

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作者 刘欣欣 齐学元 耿俊俊 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第2期100-109,共10页

老采空区受矿区早期采煤方法的限制,具有较强的隐匿性,很难得到有效治理,为其地表构筑物建设带来巨大挑战。以昌盛煤矿房柱式老采空区治理为工程背景,采用理论分析、钻孔勘探、数值模拟以及现场瞬变电磁勘查等方法,分析了房柱式采空区... 老采空区受矿区早期采煤方法的限制,具有较强的隐匿性,很难得到有效治理,为其地表构筑物建设带来巨大挑战。以昌盛煤矿房柱式老采空区治理为工程背景,采用理论分析、钻孔勘探、数值模拟以及现场瞬变电磁勘查等方法,分析了房柱式采空区覆岩裂隙特征;判别了房柱式采空区上地表的稳定性,数值模拟进一步分析得出,在新的单位载荷作用下,采场中央遗留煤柱将发生活化失稳,引起采场所有煤柱发生多米诺骨牌式破坏,进而导致房柱式采空区地表发生失稳。基于对房柱式采空区稳定特征及浆液在房柱式采空区流动的特性提出了散点式注浆充填方案,给出了浆液配比及注浆工艺。现场瞬变电磁勘查结果表明,散点式注浆充填法能有效实现老采空区的充分均匀充填,注浆效果整体良好,同时该方法可为对类似老采空区地表治理提供参考。 展开更多

关键词 房柱式采空区 地表沉降 数值模拟 注浆充填法

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基于响应面法的二元固废地聚物配比优化试验研究

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作者 刘子豪 刘俊芳 +1 位作者 崔潮 张天然 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期265-271,共7页

以原样煤矸石、矿渣为全固废主料,水玻璃、氢氧化钠为复合激发剂配体,制备煤矸石-矿渣地聚物(CGSG)。基于响应面法中的Box-Behnken设计,研究矿渣掺量、水玻璃模数和NaOH掺量对CGSG浆体流动度、7 d和28 d抗压强度的影响。构建响应面回归... 以原样煤矸石、矿渣为全固废主料,水玻璃、氢氧化钠为复合激发剂配体,制备煤矸石-矿渣地聚物(CGSG)。基于响应面法中的Box-Behnken设计,研究矿渣掺量、水玻璃模数和NaOH掺量对CGSG浆体流动度、7 d和28 d抗压强度的影响。构建响应面回归模型,分析各因素及其交互作用对浆料流动度及固结体强度的影响,并得到综合性能最佳的配比参数。结果表明各因素与响应值呈二次多项式模型,回归系数R^(2)均大于0.96,模型可靠性强且拟合性好。CGSG对各单一因素响应较敏感,部分因素交互项影响显著。通过模型预测优化获得最佳参数配比为煤矸石含量60%,矿渣掺量40%,水玻璃模数1.56,NaOH掺量8%,此时28 d的水化产物主要为C-A-S-H、N-A-S-H等凝胶类物质,这些物质相互交接、交错叠加,形成致密程度高和骨架构造强的二元固废地聚物注浆材料。本研究的成果拓宽了煤矸石、矿渣固废使用场景,提高了固体废物回收利用率。 展开更多

关键词 原样煤矸石 高炉矿渣 地聚物 响应面法 最优配比

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基于声发射不同岩石破裂特征及失稳前兆信息研究

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作者 薛瑞雄 孔颖慧 冯金翔 《煤炭技术》 CAS 2024年第12期13-19,共7页

通过对大理岩、花岗岩、粉砂岩、砂岩、石灰岩和石英岩6种岩石进行室内单轴加载声发射试验,研究不同类型岩石破坏特征、振铃计数动态变化规律以及声发射信号的频谱特性。研究结果表明,所选岩石在单轴压缩下皆为单斜面剪切破坏;大理岩、... 通过对大理岩、花岗岩、粉砂岩、砂岩、石灰岩和石英岩6种岩石进行室内单轴加载声发射试验,研究不同类型岩石破坏特征、振铃计数动态变化规律以及声发射信号的频谱特性。研究结果表明,所选岩石在单轴压缩下皆为单斜面剪切破坏;大理岩、花岗岩、砂岩、石灰岩和石英岩的振铃计数曲线在加载过程中都会出现多个峰值,粉砂岩出现孤峰现象;随着加载的进行,当在高频区域,事件的分布密度明显增加,峰值频率分布范围变宽,事件的幅值也明显增加,说明岩石内部的微震活动开始变得复杂,有较大尺寸裂隙形成,可作为岩石失稳的预警期;平静期更接近岩石的失稳时间点,岩石失稳危险系数增加,可以把平静期作为第2个预警期,实现层次化预警。研究结果对现场施工过程中岩石失稳监测预警以及科学防护有一定的参考价值。 展开更多

关键词 岩石 岩石失稳 声发射 预警

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SPAC法在第四系地层分层中的应用

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作者 李宝春 孙少槐 李国平 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期61-68,89,共9页

空间自相关法(the spatial autocorrelation method,SPAC法)是从环境噪声中提取相速度最有效的方法之一,使用SPAC法计算S波速度结构对研究地下速度结构具有重要意义。目的为验证SPAC法在第四系地层分层中的可靠性,方法使用多重观测阵列... 空间自相关法(the spatial autocorrelation method,SPAC法)是从环境噪声中提取相速度最有效的方法之一,使用SPAC法计算S波速度结构对研究地下速度结构具有重要意义。目的为验证SPAC法在第四系地层分层中的可靠性,方法使用多重观测阵列采集频率2~40 Hz的微动信号,计算A,B,C台站组与中心台站的空间自相关系数,并使用零阶贝塞尔函数拟合空间自相关系数,同时提取Rayleigh面波相速度-频率关系,得到相速度频散曲线。与含低速软夹层模型、含高速硬夹层模型和速度递增模型相比,分歧型遗传算法反演频散曲线具有不依赖初始模型的优点。结果以华北克拉通北缘某地实测资料为例,使用SPAC法、瞬态面波法、波速测井法反演地层S波速度结构,根据钻孔资料可知,地下6.7~9.0 m深处为全风化片麻岩,表现出低至305 m/s的S波速度,9.0 m以下为强风化斜长片麻岩,表现为430~540 m/s的高S波速度。结论综合SPAC法、瞬态面波法、波速测井法和钻孔资料可知,SPAC法不仅地层分层准确性高,而且波速值大小与其他方法测试结果基本一致,验证了SPAC法的可靠性。 展开更多

关键词 SPAC法 微动信号 S波速度结构 频散曲线 Rayleigh面波

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自然崩落法岩体可崩性研究现状与展望 被引量：4

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作者 刘欢 任凤玉 +2 位作者 何荣兴 刘润晗 卢悦 《中国矿业》 2023年第7期95-104,共10页

随着我国经济的迅速发展,铜原料的供需矛盾日益突出,为解决这一矛盾,开采低品位大型铜矿床成为了有效措施之一。在众多地下金属矿床采矿方法中,自然崩落法是一种生产规模大、开采成本低、生产效率高的采矿方法,但也是开采技术难度较大... 随着我国经济的迅速发展,铜原料的供需矛盾日益突出,为解决这一矛盾,开采低品位大型铜矿床成为了有效措施之一。在众多地下金属矿床采矿方法中,自然崩落法是一种生产规模大、开采成本低、生产效率高的采矿方法,但也是开采技术难度较大且较难实施的采矿工艺之一,需在矿山可行性研究阶段针对岩体可崩性进行大量的研究工作。围绕可崩性从评判方法、岩体自然崩落尺寸等方面开展了研究现状的文献综述,得出降低可崩性等级评判过程中的主观性、综合考虑可崩性影响因素间的相互作用关系以及构建可崩性空间分布模型是可崩性评价的关键,指出可崩性评价的发展趋势是构建可崩性评价体系(由可崩性综合评判、可崩性空间分布模型以及岩体自然崩落尺寸预测组成),并提出了可崩性评价体系的框架及基本评价流程。研究结果对拟采用自然崩落法矿山的岩体可崩性评价具有较高参考价值和指引作用。 展开更多

关键词 自然崩落法 可崩性 空间分布模型 自然崩落尺寸

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沉积方向对砂土初始各向异性及孔隙结构特征影响研究

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作者 余畅 刘俊芳 《煤炭技术》 2025年第5期102-107,共6页

设计了一种饱和砂土试样制备方法,可在0°~90°内任意选取沉积方向,从而制备得到具有初始各向异性的砂土试样。通过二电极法测量不同沉积方向角α试样的轴向和径向电阻率,采用电各向异性系数A_(e)来评价砂土的初始各向异性,并... 设计了一种饱和砂土试样制备方法,可在0°~90°内任意选取沉积方向,从而制备得到具有初始各向异性的砂土试样。通过二电极法测量不同沉积方向角α试样的轴向和径向电阻率,采用电各向异性系数A_(e)来评价砂土的初始各向异性,并利用核磁共振波谱探究具有各向异性土体的孔隙结构特征。研究结果表明:(1)沉积方向对砂土的初始各向异性有明显影响。A_(e)随α的增大而先增大后减小,在α=60°时,达到最大值,较水平沉积(α=0°)增大了0.172,α=90°时,较水平沉积增大了0.114;A_(e)可以较好预测不同沉积方向砂土的初始各向异性特征。(2)α逐渐增大时,孔隙率先增大后减小,在α=60°达到最大值,较水平沉积增大了1.5个百分点。 展开更多

关键词 饱和砂土 电各向异性 沉积方向 核磁共振试验

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轻型格构边坡防护数值应力及稳定性分析 被引量：5

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作者 郝廷伟 李驰 +1 位作者 高瑜 李拴虎 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2023年第6期176-188,共13页

矿山排土场坡面防护是维护排土场边坡稳定及后期生态治理的重要保障,然而传统的圬工坡面防护结构常会由于排土场边坡年沉降量过大而导致结构因应力集中而发生破坏,为此提出了一种新型的柔性轻型格构梁。【目的】为了明确该格构梁的物理... 矿山排土场坡面防护是维护排土场边坡稳定及后期生态治理的重要保障,然而传统的圬工坡面防护结构常会由于排土场边坡年沉降量过大而导致结构因应力集中而发生破坏,为此提出了一种新型的柔性轻型格构梁。【目的】为了明确该格构梁的物理力学性能、护坡时的应力变化情况和边坡浅层防护的稳定性,【方法】对其进行了物理力学试验和边坡防护数值模拟,并且对其与浅层滑动土体的相互作用进行了浅层稳定性分析。【结果】结果显示:该格构梁质量轻,密度小,具有良好的抗压、耐弯及弹性性能。在边坡防护数值模拟中,该轻型格构梁与混凝土格构梁相比,应力分布均匀,无明显的应力集中现象。同时,合理控制格构埋深hs和格构横纵间距la、lb,不仅可以提高格构防护边坡浅层土体安全系数Fs,而且还可以降低施工用料成本。【结论】结果表明:该轻型格构梁边坡不仅能够吸收和扩散结构内力,避免应力集中,而且还可以提升边坡浅层土体的稳定性,为其他的柔性护坡结构提供理论及技术参考。 展开更多

关键词 排土场 应力集中 轻型格构 数值模拟 浅层稳定性

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粉煤灰中提取非晶态硅及硅产物的高值化利用 被引量：3

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作者 康栋 杨志杰 张德 《矿产综合利用》 CAS 北大核心 2022年第4期162-168,174,共8页

我国以煤炭为主的能源结构,在保障着我国能源供给的同时也带来了大量的粉煤灰,尤其在我国西北地区,由于较低的粉煤灰利用率,造成了严重的环境污染及耕地占用等问题。目前有用组分的提取已然成为粉煤灰高值化利用的研究热点,特别是粉煤... 我国以煤炭为主的能源结构,在保障着我国能源供给的同时也带来了大量的粉煤灰,尤其在我国西北地区,由于较低的粉煤灰利用率,造成了严重的环境污染及耕地占用等问题。目前有用组分的提取已然成为粉煤灰高值化利用的研究热点,特别是粉煤灰中非晶态硅的提取是提升粉煤灰资源化利用价值的重要手段。本文论述了碱浸法和酸浸法两种从粉煤灰中提取非晶态硅的工艺,剖析其原理及工艺特点,并探讨了提硅产物在绝热保温材料、白炭黑、分子筛、造纸填塑等方面的应用情况。相较于传统硅基产品的制备,利用粉煤灰提硅产物制备各种硅基制品具有产品性能好、成本低、应用广泛等优点,不失为一条实现粉煤灰高值化、精细化、梯级化利用的有效途径。 展开更多

关键词 粉煤灰 非晶态硅 提取 硅产物

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海拉尔盆地伊敏组丝炭化学结构及成因探讨

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作者 王扶静 李耿 +4 位作者 秦勇 张艳秋 尚福华 李久庆 密文天 《煤炭学报》 2025年第5期2610-2621,共12页

丝炭作为4种宏观煤岩成分之一,蕴含着丰富的古气候和古环境信息。以海拉尔盆地伊敏露天煤矿和大雁露天煤矿伊敏组16号煤层褐煤的丝炭组分为例,借助电子显微镜、核磁共振碳谱和电子顺磁共振等测试技术,量化表征丝炭的化学结构特征,并结... 丝炭作为4种宏观煤岩成分之一,蕴含着丰富的古气候和古环境信息。以海拉尔盆地伊敏露天煤矿和大雁露天煤矿伊敏组16号煤层褐煤的丝炭组分为例,借助电子显微镜、核磁共振碳谱和电子顺磁共振等测试技术,量化表征丝炭的化学结构特征,并结合微区形态学观察讨论丝炭的成因。结果表明:丝炭的分子结构与煤自身的分子结构存在极大差异,丝炭中芳碳质量分数约75%,脂肪碳质量分数低,显示其较高的芳香化程度。伊敏组褐煤中丝炭火焚成因特征显著,其形态学差异明显,细胞壁薄且多呈白色,保存了较清晰的植物年轮和细胞结构,指示快速炭化及快速埋藏过程,另外丝炭化程度受控于多重地质因素。电子顺磁共振研究表明丝炭样品自由基浓度指示炭化温度应介于300~400℃之间,丝炭主要为火焚成因,通过形貌学与核磁共振碳谱分析进一步支持了火焚成因的推断。惰质组反射率分析得出的炭化温度与文中基于自由基浓度推测的炭化温度基本一致。受氧气体积分数、燃烧时间及空间位置等因素的影响,丝炭中丝质体反射率差异显著,反映了火焚程度的非均一性,揭示了地质历史中火焚作用的复杂性。基于研究区褐煤有机质δ^(13)C值测试结果及煤相学分析,结合聚煤期古地理特征,进一步证实了海拉尔盆地早白垩世伊敏组成煤期气候炎热且野火频发的古环境特征。 展开更多

关键词 丝炭 化学结构 火焚成因 褐煤 电子顺磁共振

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