充填膏体制备及泵送监控系统设计及应用
为了研究充填开采顶板岩层的移动规律及影响因素,在综合分析岩层移动变形基本特征和充填体的受力特征的基础上,应用弹性地基梁理论,建立充填开采顶板岩梁力学模型及其微分方程,分析了充填开采顶板岩层移动变形的主要影响因素.结果表明,充填开采顶板岩层移动影响因素的主次关系依次为充填前顶底板移近量,充填欠接顶量,充填体压缩率和顶板岩梁所受载荷.阐明了充填开采控制岩层移动的根据煤矿绿色开采的发展要求和村庄压煤开采的迫切性,提出了膏体充填不迁村采煤技术.通过研制专用膏体充填胶结料和选择廉价的充填材料,大幅度降低了膏体充填成本,提出了适合煤矿应用的膏体充填方法,并结合某矿条件介绍了煤矿膏体充填开采的具体工艺流程.
针对煤矸石大量堆存引起严重的生态环境问题的现状,在仿地成岩凝石思想指导下,以实现煤矸石的大宗高效利用为目的,开展了煤矸石凝石似膏体充填材料的制备及其性能研究.在研究煤矸石物相组成及热力学特性的基础上,研究了煤矸石凝石似膏体充填材料的物理性能和力学性能,并对比研究了水泥混凝土和以煤矸石凝石似膏体充填材料为胶凝材料的混凝土的耐久性能,结果表明,煤矸石凝石似膏体充填材料具有较好的力学性能和耐久性能,可以作为胶凝材料用于矿区似膏体充填.
针对影响膏体充填材料强度的因素,通过大量的试验,揭示了以河砂为骨料的膏体充填材料强度与各影响因素间的关系.试验结果表明,影响膏体充填材料强度的主要因素有质量分数、粉煤灰掺量种类以及养护龄期等.相同条件下,膏体充填材料强度与料浆质量分数、粉煤灰掺量和养护龄期成正比关系.这些结论将为煤矿膏体充填不迁村采煤技术的实施提供一些参考.
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