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基于最佳级配的矸石胶结充填体变形和破坏特征试验研究 被引量：8
1
作者 李新旺 赵新元 +1 位作者 程立朝 秦义岭 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2020年第5期78-82,共5页
基于泰波理论,获得充填矸石的最佳级配,并掺入不同质量比的水泥,在不同的养护龄期条件下对矸石胶结充填体进行单轴压缩试验,研究其压缩过程中的强度和变形特性以及充填体的最终破坏形态。结果表明:泰波系数n=0.4的级配为粒径不大于40 m... 基于泰波理论,获得充填矸石的最佳级配,并掺入不同质量比的水泥,在不同的养护龄期条件下对矸石胶结充填体进行单轴压缩试验,研究其压缩过程中的强度和变形特性以及充填体的最终破坏形态。结果表明:泰波系数n=0.4的级配为粒径不大于40 mm矸石的最佳级配;水泥掺量越多,养护龄期越长,试件的抗压强度数值越大;矸石胶结充填体单轴压缩试验应力应变全过程分为4个阶段,即孔裂隙压密阶段、弹性变形阶段、裂隙扩展阶段和峰后破坏阶段;矸石胶结充填体达到峰值强度后呈现出不同程度的应变软化特性,其最终破坏形态主要有3种,即劈裂破坏、剪切破坏和锥形破坏,劈裂破坏为最主要的破坏形态。 展开更多
关键词 最佳级配 矸石胶结充填 变形特性 破坏形态 单轴压缩试验
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短壁矸石胶结充填开采技术与应用 被引量：21
2
作者 路彬 张新国 +2 位作者 李飞 张保良 庞振忠 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期7-15,共9页
针对我国煤矿"三下"压煤量大、村庄搬迁困难,长壁充填开采投资大、地质条件适应性差、采充相互干扰等问题,通过理论分析、室内试验、数值模拟和现场实测等手段,提出了短壁矸石胶结充填技术,研究了材料配比、支巷参数、围岩应... 针对我国煤矿"三下"压煤量大、村庄搬迁困难,长壁充填开采投资大、地质条件适应性差、采充相互干扰等问题,通过理论分析、室内试验、数值模拟和现场实测等手段,提出了短壁矸石胶结充填技术,研究了材料配比、支巷参数、围岩应力场演化和地表变形规律,主要结论如下:(1)充填浆料最佳配比为1∶1.5∶4,与矸石1∶2混合后充填支巷;(2)基于极限强度理论确定支巷最佳宽度为5 m;(3)数值模拟表明:开采过程中煤壁超前支承压力峰值为13.1 MPa,开采奇数巷时充填体受力1.6 MPa,开采偶数巷时受力10.4 MPa,顶板塑性区5 m,底板破坏带深度5 m,呈现W-波浪形分布;(4)现场实测表明:支巷超前支撑压力为19.7 MPa,位于支巷前端4.6 m,顶底板最大移近量116.3 mm;顶板在0~5.7 m范围内产生少量断裂微裂隙,离层不明显,只发生弯曲下沉,不存在垮落带;(5)充填材料来源广、矸石不外运,实现了采充平行作业。该方法在内蒙古裕兴煤矿得到了广泛的应用,有效缓解了长壁充填开采带来的弊端,以较小吨煤成本,获得较大的经济和环境效益。 展开更多
关键词 矸石胶结 连采连充 W-波浪形 采充平行作业 地表沉陷控制
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煤矸石胶结充填体强度与细观结构的高温损伤效应
3
作者 杨琼 马帅帅 +1 位作者 梁艳 吴凯 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2023年第6期39-44,共6页
为了探究深部高温环境下胶结充填体的损伤规律,对煤矸石胶结充填体进行不同温度的高温加热处理,然后开展单轴压缩试验、计算机层析(CT)扫描试验和扫描电镜图像分析。试验结果表明,试件的抗压强度和弹性模量随温度升高而逐渐降低,且衰减... 为了探究深部高温环境下胶结充填体的损伤规律,对煤矸石胶结充填体进行不同温度的高温加热处理,然后开展单轴压缩试验、计算机层析(CT)扫描试验和扫描电镜图像分析。试验结果表明,试件的抗压强度和弹性模量随温度升高而逐渐降低,且衰减速度在0~300℃范围内较快,随后逐渐变缓;二维CT图像表明,高温冲击作用使试件内部的裂隙数量和尺寸快速增加;由CT图像计算的试件孔隙率与环境温度呈正相关的指数型关系;在高温作用下,胶结充填体的内部孔隙、裂隙扩张与煤矸石颗粒接触关系均发生显著改变,这是导致试件强度衰减的根本机理。 展开更多
关键词 煤矸石胶结充填体 高温环境 细观结构 力学特性 机理分析
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