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单轴压缩下薄喷裂隙红砂岩力学性质与裂纹扩展特征分析
1
作者 韩勇 李树忱 +2 位作者 袁超 冯现大 王修伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2583-2594,共12页
选取红砂岩为研究对象,采用水泥基薄喷材料,制作完整和裂隙红砂岩薄喷岩石试样,研究在单轴压缩条件下薄喷材料对完整和裂隙红砂岩强度、变形和能量演化特征的影响;采用颗粒流PFC3D软件,分析薄喷材料对不同裂隙倾角试样裂纹扩展特征的影... 选取红砂岩为研究对象,采用水泥基薄喷材料,制作完整和裂隙红砂岩薄喷岩石试样,研究在单轴压缩条件下薄喷材料对完整和裂隙红砂岩强度、变形和能量演化特征的影响;采用颗粒流PFC3D软件,分析薄喷材料对不同裂隙倾角试样裂纹扩展特征的影响。结果表明:薄喷红砂岩试样的峰值强度和应变较无薄喷红砂岩均有提高,裂隙试样的提升系数高于完整试样;峰后阶段薄喷岩石试样内部岩石发生破坏,表面薄喷材料出现拉伸裂纹,但整体未松散。薄喷红砂岩在破坏时的总能量、弹性应变能和耗散能均高于无薄喷试样,且薄喷材料使外部输入的总能量更多转化为破坏过程所需的耗散能。PFC3D模拟结果表明,薄喷材料增强了不同倾角的裂隙试样的起裂应力和峰值强度。薄喷材料对不同裂隙倾角试样的破坏模式影响程度不同,当裂隙倾角为15º,薄喷材料可以限制峰后拉伸裂纹扩展;但当裂隙倾角为75º,有无薄喷试样的裂纹扩展模式大致相同。该研究可为薄喷材料在工程应用提供一定的参考。 展开更多
关键词 薄喷材料 裂隙红砂岩 强度特征 能量演化 破坏模式 裂纹扩展
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矸石电厂粉煤灰薄喷材料制备及性能研究
2
作者 马浩淼 陈杰 +3 位作者 王予 黄庆享 徐博洋 王宇擎 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期8-13,19,共7页
为实现矸石电厂粉煤灰的综合利用,在分析了陕西黄陵矸石电厂粉煤灰理化性能基础上,研究粉煤灰掺量、胶沙比、粉煤灰质量分数对薄喷材料流动性能及抗压强度的影响规律。通过正交实验确定了矸石电厂粉煤灰薄喷材料基础配比,并采用扫描电镜... 为实现矸石电厂粉煤灰的综合利用,在分析了陕西黄陵矸石电厂粉煤灰理化性能基础上,研究粉煤灰掺量、胶沙比、粉煤灰质量分数对薄喷材料流动性能及抗压强度的影响规律。通过正交实验确定了矸石电厂粉煤灰薄喷材料基础配比,并采用扫描电镜(SEM)对薄喷材料1、28 d龄期的微观结构进行表征。通过外加剂对材料流动性能进行调控,揭示了调控机理。研究结果表明,当粉煤灰∶水泥(质量比)为6∶1,胶沙比(质量比)为1.0∶1.2,粉煤灰质量分数为77%,聚羧酸减水剂掺量为0.5%(质量分数),SD-WJ40液体无碱速凝剂掺量为11%(质量分数)时,薄喷材料性能满足混凝土基层喷浆处理技术规程要求。 展开更多
关键词 矸石电厂粉煤灰 薄喷材料 流动性 抗压强度 外加剂
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可再分散乳胶粉改性水泥基薄喷材料研究 被引量：4
3
作者 乔巧 柴虎成 +1 位作者 张笑天 张海波 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第10期3394-3402,共9页
聚合物改性水泥基韧性薄喷材料是煤矿巷道表面封闭材料的发展方向,可再分散乳胶粉具有增加水泥基材料黏结性、改善韧性的特点,但目前关于可再分散乳胶粉改性水泥基薄喷材料的研究较少。本文采用可再分散乳胶粉改性硅酸盐与硫铝酸盐复合... 聚合物改性水泥基韧性薄喷材料是煤矿巷道表面封闭材料的发展方向,可再分散乳胶粉具有增加水泥基材料黏结性、改善韧性的特点,但目前关于可再分散乳胶粉改性水泥基薄喷材料的研究较少。本文采用可再分散乳胶粉改性硅酸盐与硫铝酸盐复合水泥制备薄喷材料,研究了可再分散乳胶粉对浆液黏度、凝结时间以及结石体抗折和抗压强度、单轴压缩应力-应变、单轴拉伸荷载-位移的影响。结果表明,随可再分散乳胶粉掺量增加,浆液黏度快速增加的起始时间延长,凝结时间增加,结石体抗折、抗压强度均先升高后降低,在掺量为2.25%(质量分数)时达到最大值,压缩、拉伸破坏变形率均增加,韧性得到改善。通过微观分析阐释了可再分散乳胶粉对水泥基材料宏观性能的影响机理。 展开更多
关键词 可再分散乳胶粉 薄喷材料 硅酸盐水泥 硫铝酸盐水泥 改性
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普通硅酸盐-硫铝酸盐水泥复合薄喷材料的研发与应用 被引量：1
4
作者 梁紫栋 严国超 +2 位作者 白旭阳 柳梧泽 李岗 《中国矿业》 2023年第7期158-164,共7页
井下巷道喷涂材料存在喷涂厚度大、黏接性差、回弹率大、施工操作复杂等问题。针对上述问题,以硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、粉煤灰、黏土为基料,配以黄原胶、纤维素醚等外加剂,研发出一种新型复合环保型薄喷材料。利用X射线衍射、扫描电... 井下巷道喷涂材料存在喷涂厚度大、黏接性差、回弹率大、施工操作复杂等问题。针对上述问题,以硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、粉煤灰、黏土为基料,配以黄原胶、纤维素醚等外加剂,研发出一种新型复合环保型薄喷材料。利用X射线衍射、扫描电镜、力学性能测试、接触角分析等手段与现有同类材料进行对比,并研究该材料各项性质及观察材料表面微观形态。通过现场应用,验证材料对巷道煤岩体裂隙的喷涂效果,研究结果表明:(1)新材料具有无毒、不可燃等性质,抗拉抗折强度高,可用于巷道的柔性支护;(2)材料晶相结构好、内部裂隙小、结构密实且煤岩体黏结力强;(3)材料疏水性较强,与水接触角可达154.74°,能够吸附微量的煤尘与瓦斯;(4)材料喷涂效果好,同一巷道中喷涂后10 h瓦斯含量为未喷涂的21%,可封堵瓦斯逸出,增大巷道支护强度。 展开更多
关键词 薄喷材料 硅酸盐 硫铝酸盐 封堵瓦斯 巷道加固
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煤矿薄喷材料及柔性模袋快速密闭技术
5
作者 郭永泽 兰保荣 《内蒙古煤炭经济》 2023年第12期76-78,共3页
采矿行业是国民经济高速发展的保障。巷道支护是保障采矿行业安全的重点之一。浅部煤炭资源被不断开采,煤层开采埋深不断加大,巷道支护困难。薄喷支护应运而生,成为目前巷道密闭最有效的手段。在煤矿生产过程中,若不及时密闭,会造成严... 采矿行业是国民经济高速发展的保障。巷道支护是保障采矿行业安全的重点之一。浅部煤炭资源被不断开采,煤层开采埋深不断加大,巷道支护困难。薄喷支护应运而生,成为目前巷道密闭最有效的手段。在煤矿生产过程中,若不及时密闭,会造成严重危害,导致矿井灾害恶化,加重事故。本文提出一种改良后的煤矿薄喷材料及柔性模袋快速密闭技术,对巷道支护、快速密闭采空区具有重大意义,具有研究与开发结构合理、抗压性能高、密闭性和耐温性好、施工快速、操作安全等优点。 展开更多
关键词 薄喷材料 巷道支护 快速密闭 柔性模袋
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薄喷封闭技术在避难硐室瓦斯治理中的应用 被引量：3
6
作者 吴建生 张少波 +1 位作者 魏群 董辉辉 《能源技术与管理》 2016年第6期15-17,26,共4页
为解决王坡煤矿避难硐室存在瓦斯渗漏超限的问题,将薄喷封闭技术应用于避难硐室瓦斯治理,提出了成套解决方案。现场实验表明:硐室内瓦斯体积分数增长速度由0.56%/h^2.8%/h降至0.08%/h^0.18%/h,可基本保证1个班次内不出现超限。与混凝土... 为解决王坡煤矿避难硐室存在瓦斯渗漏超限的问题,将薄喷封闭技术应用于避难硐室瓦斯治理,提出了成套解决方案。现场实验表明:硐室内瓦斯体积分数增长速度由0.56%/h^2.8%/h降至0.08%/h^0.18%/h,可基本保证1个班次内不出现超限。与混凝土喷浆技术相比,薄喷技术可减少90%以上的材料运输量,显著降低工人劳动强度,用工仅需3人,提高了施工效率。 展开更多
关键词 避难硐室 薄喷封闭 瓦斯治理 薄喷材料
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薄喷材料在煤矿巷道封闭支护工程中适用性研究 被引量：1
7
作者 吴建生 张少波 +2 位作者 郑庆学 张国安 刘树弟 《煤矿支护》 2017年第4期10-16,共7页
依据工程材料的性能需要,将巷道封闭、加固、阻隔、防自燃四类典型工程归类为加固型与封闭型两大类喷浆工程。依据层次分析法的基本原理,分别研究了封闭型和加固型喷浆支护两类工程的模型。在建立评价层次结构的基础上,结合定性与定量... 依据工程材料的性能需要,将巷道封闭、加固、阻隔、防自燃四类典型工程归类为加固型与封闭型两大类喷浆工程。依据层次分析法的基本原理,分别研究了封闭型和加固型喷浆支护两类工程的模型。在建立评价层次结构的基础上,结合定性与定量分析确定评价指标权重,进行数学处理获得评价结果。结论表明：对于封闭型喷浆支护工程的性能需求和施工性能来说,南京薄喷-16材料要优于速喷薄衬材料进而更优于混凝土喷浆材料;对于加固类工程来说,速喷薄衬材料的性能要优于南京薄喷-16,更优于混凝土支护喷浆材料。通过在在开滦东欢坨矿业分公司-690水平南翼轨道大巷进行的现场试验和后期测试,验证了上述结论。 展开更多
关键词 薄喷材料 工程适用性 加固型和封闭型喷浆支护工程 层次分析法
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薄喷材料在煤矿巷道封闭支护工程中的适用性问题探讨 被引量：1
8
作者 张瑜都 孔文琼 《产业与科技论坛》 2020年第18期65-66,共2页
材料是产品实现其功能的基础,材料适用性评价就是对材料选取这一步骤进行综合性评价,确定材料选择的合理性和技术成熟性。通过层次分析法对各影响因素进行定量和定性分析,先建立薄喷材料影响因素的层次结构,再由封闭型工程的性能需求,... 材料是产品实现其功能的基础,材料适用性评价就是对材料选取这一步骤进行综合性评价,确定材料选择的合理性和技术成熟性。通过层次分析法对各影响因素进行定量和定性分析,先建立薄喷材料影响因素的层次结构,再由封闭型工程的性能需求,确定薄喷材料各个性能指标的权重,最后通过现场试验进行验证,能够对不同的薄喷材料进行科学全面的工程适用性评价。 展开更多
关键词 薄喷材料 工程适用性评价 层次分析法 封闭支护工程
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掘进大巷围岩防护柔性薄喷技术研究
9
作者 任宝勤 《山东煤炭科技》 2022年第6期138-139,142,145,共4页
针对掘进大巷存在的围岩强度低、瓦斯含量高、煤层自燃问题,采用柔性薄喷材料和二次喷涂工艺替代混凝土,进行了1000 m薄喷试验。结果表明:柔性薄喷材料喷涂厚度3~5 mm,材料消耗仅为混凝土喷浆的1/10,喷涂层具有良好的柔韧性,变形不开裂... 针对掘进大巷存在的围岩强度低、瓦斯含量高、煤层自燃问题,采用柔性薄喷材料和二次喷涂工艺替代混凝土,进行了1000 m薄喷试验。结果表明:柔性薄喷材料喷涂厚度3~5 mm,材料消耗仅为混凝土喷浆的1/10,喷涂层具有良好的柔韧性,变形不开裂,柔性薄喷实施速度快,成型良好,有效控制了巷道变形和煤体瓦斯泄漏。 展开更多
关键词 柔性薄喷材料 混凝土 喷涂厚度 柔韧性
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水灰比对薄喷衬层材料抗拉性能影响的宏微观试验研究
10
作者 陈庆发 杨文雄 +1 位作者 吴家有 牛文静 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期277-283,共7页
薄喷衬层材料TSL865作为一种新型高分子喷涂支护材料,可快速有效地抑制地下工程围岩变形、破坏。抗拉性能是TSL865材料的优势特征,但其受水灰比的影响规律与作用机制目前尚不清晰。为此,本研究开展两方面的工作:(1)通过开展宏观拉伸试验... 薄喷衬层材料TSL865作为一种新型高分子喷涂支护材料,可快速有效地抑制地下工程围岩变形、破坏。抗拉性能是TSL865材料的优势特征,但其受水灰比的影响规律与作用机制目前尚不清晰。为此,本研究开展两方面的工作:(1)通过开展宏观拉伸试验,分析水灰比对TSL865试样应力-应变曲线特征、抗拉强度和抗拉韧性等力学性质的影响规律;(2)通过开展微观孔隙结构试验,分析水灰比对TSL865试样微观孔径分布、比表面积等几何性质的影响规律;计算不同水灰比下TSL865试样的孔径分形维数,从试样微观孔径结构分布特征角度,解译水灰比对TSL865试样抗拉性能的影响机制,并获取最佳水灰比。研究结果表明:TSL865试样的应力-应变曲线可以分为弹-塑-延-脆四个阶段,且柔性特征显著;TSL865试样抗拉性能较好的原因是其2~10 nm的无害孔占比较大;水灰比与试样的抗拉强度、孔径分形维数呈负相关关系,通过调节水灰比来改变TSL试样的微观孔隙结构,从而影响TSL试样的抗拉性能,其最优的水灰比为1∶2。研究成果有助于全面了解TSL865材料的抗拉性能与宏细观破断机制。 展开更多
关键词 薄喷衬层材料 TSL 水灰比 抗拉性能 孔隙结构 地下工程
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