低强度粗骨料超细全尾砂自流胶结充填配合比优化及应用

针对锦丰金矿粗骨料原材料自身强度低、矿岩遇水易泥化、尾砂粒级组成细及充填倍线大的现场条件,采用正交设计方法开展针对不同充填料浆质量分数、水泥掺量及人工砂与尾砂质量比优化研究;对充填料浆流动性指标和充填体强度指标规律进行分析。研究结果表明:当充填倍线为3.7～6.9,料浆质量分数为75%,人工砂与尾砂质量比为2.9,水泥掺量为12%～20%时可以实现自流充填要求;扩散度相对于坍落度对衡量自流充填料浆流动性具有更好的适应性;低强度充填骨料对充填体强度影响显著;当采矿进路最高达8.5 m时,充填体强度达到0.5 MPa即可保持良好自立性,并能有效支撑顶板;当充填体强度达到1.2 MPa时即可满足大型无轨设备行走需求,该值明显低于同类矿山技术要求。     

基于超声波波速及 BP 神经网络的胶结充填体强度预测

尾砂胶结充填体作为一种水泥基多相复合材料,其单轴抗压强度与超声波波速受水泥含量、固体质量分数、试件形态等因素影响.通过制备三种形态(7.07 cm×7.07 cm×7.07 cm立方体,φ5 cm×10 cm圆柱体和φ7 cm×14 cm圆柱体)的试件并进行单轴抗压强度试验和声波波速测试,对充填体强度和波速受水泥含量、固体质量分数和试件形态影响的规律进行了灰色-关联度分析.结果表明：水泥含量是影响强度的关键核心因素,关联度为0.837;固体质量分数是影响波速的关键核心因素,关联度为0.712.建立了充填体强度-波速指数函数预测模型和BP神经网络预测模型,通过对两种预测模型进行统计分析的F检验和t检验验证了两种方法在充填体强度预测的可行性,为胶结充填体的强度预测提供了新方法.     

煤矿井下矸石充填技术——实现绿色开采的重大技术突破

简要介绍了绿色开采的重大技术突破--煤矿井下矸石充填技术的技术经济效益和环境效益,指出该技术是我国煤炭工业协调、健康、可持续发展的方向.     

川东北类前陆盆地须家河期盆-山耦合和层序充填样式

根据高分辨率层序界面识别和沉积序列综合分析,将川东北地区上三叠统须家河组划分为2个超长期和5个长期基准面旋回层序.这两个级别的层序演化和充填样式清晰地反映了川东北类前陆盆地晚三叠世须家河期盆-山耦合过程:相当于须二-须三段的"下成盆期",米仓山-大巴山构造山系以低幅隆升为主,川东北地区坳陷幅度小,物源供给与可容纳空间增长率基本持平,以发育辫状河三角洲-湖泊沉积体系为主,具有上升与下降半旋回相域沉积厚度近于相等的对称型层序结构和充填样式,反映相对稳定和均衡的盆-山耦合过程;相当于须四-须六段的"上成盆期",米仓山-大巴山开始进入强烈逆冲推覆和构造隆升阶段,川东北前陆盆地坳陷幅度急剧加大,碎屑物供给量骤然增多且远大于可容纳空间增长率,发育冲积扇-扇三角洲-辫状河三角洲沉积体系,盆内仍以发育上升与下降半旋回相域沉积厚度近于相等的对称型层序结构和充填样式为主,而近造山带的盆缘以发育上升半旋回相域沉积厚度远大于下降半旋回的不完全对称型层序充填样式为主,局部发育仅保留上升半旋回沉积记录的非对称型层序结构和充填样式,反映非均衡盆-山耦合特点.     

旺苍地区灯影组层状硅质岩类孔洞充填特征

为揭示旺苍地区灯影组层状硅质岩类溶蚀孔洞中矿物充填序列及流体作用过程,综合应用岩石学及地球化学分析测试方法进行研究.结果表明,硅质岩类溶蚀孔洞中具白云石、方解石、微晶石英—纤维状玉髓、细—中晶石英及粗—巨晶石英5个世代典型矿物充填并历经6期流体作用影响.在早期硅质岩形成基础上,第Ⅰ期深盆富镁热液溶蚀—充填叠加改造形成鞍...     

含复合相变材料的充填体力学特性

为探究复合相变材料对充填体力学行为的影响,采用硬脂酸丁酯和膨胀珍珠岩制备了含复合相变材料充填体.首先,对充填体进行差示扫描量热法(DSC)测试和热学试验,分析其热学性能表现;其次,进行了压缩试验以实现数值模拟参数匹配;最后,利用PFC3D软件研究复合相变材料添加量、粒径及强度这3种因素对充填体强度影响.研究结果表明:充...     

不同角度充填节理花岗岩剪切裂纹扩展规律及断裂机制研究

增强型地热系统储层中岩体节理通常含有充填物,充填节理的剪切力学行为直接影响储层渗透性及连通性。基于不同角度充填节理花岗岩直剪试验,研究了充填节理花岗岩剪切破坏的力学特性、损伤变量演化及裂纹扩展规律。结果表明：充填物及节理角度影响花岗岩抗剪强度,表现为充填物改变裂纹扩展介质,节理角度影响花岗岩剪切时节理面的受力状态;充填节理花岗岩损伤破坏过程分为裂纹闭合、裂纹萌生发育、裂纹扩展破坏3个阶段,损伤变量随着损伤过程进行呈不断增大趋势;节理花岗岩剪切裂纹扩展方向可分为水平方向及平行节理方向,0°与90°节理试件剪切裂纹沿水平方向扩展直至贯通试件,30°、45°与60°节理试件剪切裂纹扩展方向与自身节理角度一致。     

人工湖下连采连充煤炭开采地表移动变形预测研究

为研究人工湖下煤炭连采连充开采后的地表移动变形规律,对连采连充工作面进行了室内力学试验和现场取芯力学试验,验证充填体的可行性;基于等价采高概率积分法,对连采连充工作面进行地表沉陷预测;通过数值模拟计算,分析导水裂缝带发育高度,并与概率积分法结果进行对比。结果表明：充填体的强度5.063 MPa超过设计强度2.0 MPa,能够确保矿井的安全开采;连采连充工作面开采后,地表倾斜值极值0.3 mm/m,地表水平变形极值-0.2 mm/m,小于砖混结构建筑I级损坏范围,周围地表沉陷平缓,无安全隐患;导水裂缝带发育高度约49.7 m,距离隔水层约160.3 m,水下采煤安全,FLAC^3D数值模拟和概率积分法结果比较接近,验证连采连充技术可有效减缓地表移动变形。     

磺化萘甲醛缩合物改性棒磨砂基胶结膏回填体的流变物理力学性能

棒磨砂（RMS）是一种可以制备棒磨砂基胶结膏充填材料（RCPB）的粗砂骨料,主要用于金川镍矿地下矿区的胶结膏体充填（CPB）。众所周知,粗颗粒通过管道输送到地下采场会导致回填系统稳定性减弱。因此,磺化萘甲醛（SNF）缩合物常被用于RCPB性能的改善。本文研究了固含量 （SC）、灰砂比和 SNF 用量对流变和物理力学性能的协同影响,包括坍落度、屈服应力、泌水率、单轴抗压强度 （UCS）,以及 RCPB 的机理分析。结果表明,SNF 对 RCPB 性能的影响与 SNF 用量、石灰砂比和 SC 有关。含有 0.1wt%–0.5wt% SNF 的新鲜 RCPB 的坍落度增加了 2.6%–26.2%,而屈服应力降低了 4.1%–50.3%,表明混合料的可加工性和粘结性更好。新鲜RCPB的泌水率随着SNF用量的增加先下降后上升,下降峰值为67.67%。此外,RCPB的UCS会随SNF用量的增加先升高后降低。在0.3wt%的最佳SNF添加比例下,RCPB养护7、14和28 d的UCS分别提高了31.5%、28.4%和29.5%。 结果表明SNF 有利于增强 RCPB 早期的UCS 。但是,后期的UCS以较慢的速度增加。研究结果可以指导具有实际应用性能的 RCPB 的设计和制备。     

基于OFDR技术的胶结充填体内部应变演化试验

采用光频域反射光纤传感(optical frequency domain reflectometer, OFDR)技术,进行了充填体内部应变高精度测量室内试验,获得了不同胶结剂含量下的充填体在早期硬化过程中的内部应变演化规律和分布特征.结果表明：充填体内部应变演化受固体颗粒物理沉降和化学水化反应的共同作用,可分为物理沉降拉伸、水化放热膨胀、化学自收缩和基本保持稳定4个阶段;充填体内部应变分布前期主要呈上凸型曲线特征,随养护时间的增加,呈现多峰形曲线特征;OFDR技术能够实现充填体内部应变的高精度分布式测量,以及精细分析充填体的内部应变演化特征.