充填体

摘要： 以硬脂酸丁酯为相变材料、膨胀珍珠岩为吸附介质制备复合相变材料,将其按一定质量分数替代尾砂后与水泥、尾砂混合制成相变储能充填体.为探究相变储能充填体强度和热学性能表现,分别制备不同灰砂比、质量分数和复合相变材料质量分数添加量的相变储能充填体,并采用DSC、SEM、单轴压缩试验、巴西劈裂试验和导热系数试验等测试方法得到不同配比相变储能充填体的强度特征、导热系数及微观特征.结果表明:相变储能充填体内存在3种孔隙结构,分别为微小气泡、胶结物质与复合相变材料黏结裂隙以及膨胀珍珠岩内部多孔结构.灰砂比1:6制备的充填体强度约为1:4充填体强度值的1/2;相同配比时质量分数由68％增加到72％,其强度近似线性增加;充填体强度随复合相变材料添加量的增大逐渐下降,但下降趋势随添加量继续增大而有所减缓.复合相变材料与硬脂酸丁酯相比相变温度下降1.1°C,相变焓值减少45.24 J/g,比热容不变,添加复合相变材料后相变储能充填体导热系数最大下降幅度为6.5％.

摘要： 为了研究不同养护龄期的分级尾砂胶结充填体在中等应变率动态冲击加载下的动力学特性,采用分离式霍普金森杆(SHPB)试验技术对16组48个充填体试样进行单次冲击实验。结果表明:充填体动态抗压强度和动态抗压强度提高因子随平均应变率的增大呈线性增长规律,而随养护龄期的延长,应变率敏感性呈减小趋势,动态抗压强度增幅则与冲击速度呈负相关;充填体的韧性指数随平均应变率的增加呈指数函数增长,且养护早期应变率敏感性更高、增幅更显著;充填体的吸收能、单位体积应变能(比能量吸收)与应变率、养护龄期均具有显著正相关性,且养护早期的能量值应变率敏感性更高、增幅更明显;动态冲击加载下,破坏形态主要为轴向拉伸破坏,且平均应变率越大、养护龄期越短,破坏越显著。

摘要： 充填体的稳定性关乎采场回采的安全,其稳定性主要取决于其力学性能。充填体力学性能的形成过程涉及热过程、渗流过程和力学过程,为研究高海拔寒冷环境下充填体的稳定性,通过建立合理有效的多场耦合模型,采用热—流—力耦合方法对充填体稳定性进行定量研究。结果表明,采场中的应力自充填体上表面至底板逐渐增加;采场中的位移自充填体上表面至底板逐渐减小;部分三维截线穿过了采场不规则结构,导致应力集中,采场几何形状对于充填体应力及位移有较大的影响。

摘要： 根据矿山开采状况设计了三种不同采场规格尺寸的充填体围岩耦合体模型,采用双轴试验机、拟真三轴装置结合声发射系统对耦合体进行了三轴加载下的破裂演化监测,研究了耦合体破裂过程声发射特征。结果表明:AE事件率和AE能量在塑性阶段前处于“平静期”,塑性阶段出现突增现象,突增现象可作为应力峰值附近宏观破裂预警;AE事件率峰值、AE能量峰值随着侧压增加推迟产生,耦合体稳定性随着侧压增加逐渐增强。AE事件率峰值、AE能量峰值随着规格尺寸的增加则与之相反;AE能量峰值随着侧压增加逐渐增大,随着规格尺寸增加逐渐减小。AE能量预警阶段突增值随着侧压增加逐渐降低,随着规格尺寸增加逐渐增大;Kaiser效应出现在耦合体应力峰值的70%~85%范围内,Kaiser效应点对耦合体塑性阶段宏观破裂具有一定的预警作用。研究结果有望为充填体与围岩作用机理研究提供参考。

摘要： 为快速有效确定充填体单轴抗压强度,以灰砂比、固体含量和养护龄期作为输入因子,充填体单轴抗压强度作为输出因子,建立一种粒子群优化算法(PSO),对支持向量机(SVM)参数进行全局优化的预测模型。结果表明,该模型预测性能较好,相关系数高(训练集为0.996,测试集为0.993),均方误差值低(训练集为0.000393,测试集为0.00072613);通过室内试验对采集的216个试样进行预测与对比,证明模型可以准确地预测充填体单轴抗压强度,大幅度减少物理试验量及缩短试验周期,为矿山充填提供一种新思路。

摘要： 安全是矿山生产中极其重要的一环,充填体悬臂结构是龙首矿进路回采中十分常见的安全隐患形式,由于自重和深部地应力的作用,容易发生崩塌破坏现象。根据龙首矿实际情况,其充填体悬臂结构失稳破坏主要有崩落式和拉裂—坠落式2种形式。基于悬臂梁理论,建立进路人工假顶悬臂和充填围岩悬臂力学计算模型,通过理论计算悬臂极限长度、数值模拟验证和稳定性系数K并进行综合评价,以保障矿山安全生产。结果表明:充填体悬臂的稳定性受顶部裂缝深度比和实际长度的影响,其极限长度与数值模拟结果基本一致。同时,稳定性系数K能够有效统计不同裂缝条件下充填体悬臂状态,判断充填体悬臂顶部裂缝深度比情况。因此,悬臂极限长度和稳定性系数K能够有效评价龙首矿充填体悬臂的稳定性,实际应用简单,计算结果与现场调查情况基本吻合,对于潜在的充填体悬臂结构安全隐患能起到及时预警的效果。

摘要： 矾山磷矿采用的采矿方法为平底结构分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法。原回采工艺存在二次掘进充填体、频繁搬运凿岩设备和出渣设备、制作充填挡墙存在安全隐患以及矿房之间生产接续时间长等问题。阐述了气囊置换充填体工艺,该工艺主要是向外调整了充填挡墙位置,在充填挡墙内放置一个充气囊,气囊周边放置滤水管,用气囊占用一定的体积,从而回采相邻矿房时不需要二次掘充填体。该工艺使盘区内相邻矿房回采前不再需要二次掘进充填体,缩短了矿房之间回采衔接时间约15天;解决了充填体需要分开提升到地表的问题;提升了生产效率,为类似矿山采用充填法采矿提供了经验。

摘要： 以庙岭金矿某地下采场为工程背景,利用COMSOL Multiphysics数值模拟软件分析了不同采空区处理方案对采空区和充填体围岩的影响。结果表明,充填采空区能有效缓解应力集中现象并控制岩层位移;充填体力学性能是影响充填效果的重要因素;在不改变现有采场参数和充填体参数基础上,使用混合强度充填体处理采空区方案可行。

摘要： 为了探讨磷石膏基胶凝材料的充填效果,开展了磷石膏胶结充填现场扩大性试验,主要考查磷石膏胶凝材料充填至井下后的充填体强度和泌水水质情况,试验结果表明:磷石膏胶凝材料充填体接顶效果良好,充填体各龄期强度发展正常,14 d抗压强度均超过1.6 MPa;充填泌水中的Cu、Zn、Mn、Pb、Cd、Hg等元素含量达到工业废水排放标准,不会对地下水环境造成不利影响。

摘要： 充填料浆凝固后形成的充填体中含有大量的孔隙,孔隙对充填体力学性能的影响尚不明确。为探究充填体内孔隙结构与充填体单轴抗压强度(uniaxial compressive strength,UCS)的关联机制,利用十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)调节充填体内的孔隙含量,采用低场核磁共振技术(nuclear magnetic resonance,NMR)测试充填体内部孔隙的横向弛豫时间,利用压力机测试充填体的UCS,利用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)获取充填体破坏面孔隙结构的微观图像,对孔隙的孔径分布进行了分析,对孔径的分形特征进行了研究。结果表明:充填体内孔隙总量随着养护龄期的增加逐渐降低,且SDS掺量越高,样品在14与28 d时的孔隙总量越接近;多害孔隙的占比随着养护龄期的增加明显降低,且与样品的UCS呈负相关,无害孔隙、低害孔隙、有害孔隙的占比在各龄期间变化较小;SDS掺量为所用水泥质量的0.2%时对样品的UCS最有益;孔径在5~130 nm区间的孔隙数量具有较为明显的分形特征,而孔径不在该区间的孔隙数量不具有分形特征;水泥水化产物中的钙矾石呈簇状,钙矾石因生长、发育、延伸而挤占了孔隙空间是孔隙总量、多害孔隙数量随养护龄期增加不断降低的微观原因。研究结果可以为更全面地理解充填体强度提供理论支撑。

摘要： 理论研究是分析力学问题基本手段,应用理论方法分析充填体整体稳定性的前提条件是存在明确的滑移面.前人许多研究成果基于考虑充填体与围岩接触面即为滑移面,但将接触面作为滑移面分析充填体稳定性缺少数据支持.本文结合前人研究成果,并根据金川二矿区地表变形特征,考虑倾斜(直线和曲线)滑移面,进而解析得到充填体内部竖向应力微分表达式;根据二矿区开采分层充填体的实际情况,考虑为简支梁模型,求得分层充填体局部稳定性的理论解析解;运用数值模拟软件分析二矿区充填体底板最大、最小主应力,判断了充填体发生破坏失稳的可能性.结果表明:充填体不会发生整体失稳垮塌,但充填体局部发生变形破坏的可能性还是存在的,对于双中段开采的上部采空区,充填体发生变形破坏的可能位置位于两侧角点,对于双中段开采的下部采空区,变形破坏位置稍有扩大,但也集中在两侧角点附近,应及时采取合理的支护措施,防止发生充填体局部失稳破坏.

摘要： 挑水河磷矿采用隔一采一条带开采嗣后充填采矿方法.目前,井下正在进行二步回采,充填体力学参数对二步回采的稳定性至关重要.在确定采场结构参数条带宽度为7m之后,再根据矿山现有不同配比的充填体进行参数反演.首先确定一个稳定的充填体强度之后,以该强度进行正交实验反演,优化出一个合理的充填体力学参数范围.

摘要： 为研究深井大采高沿空留巷支护困难问题,结合基本顶运动规律,分析了采深和采高增加对充填体受力变形的影响.建立力学模型,计算得到由直接顶、直接底和充填体组成承载结构的系统刚度以及各部分承受关键块旋转下沉带来的给定变形.结合算例研究了采高、直接顶和直接底高度对充填体给定变形的影响,得到了深井大采高沿空留巷巷旁充填体承载特征.研究结果表明:采深增加弱化了留巷围岩强度,增大了煤帮侧极限平衡区范围,留巷围岩承受更大的给定变形;采高增加导致充填体给定变形和后期承受载荷增加,刚度降低,而增大直接项、直接底的高度可以有效降低充填体的给定变形,且直接顶高度的影响远大于直接底高度的影响.通过对取得工程实践成功的案例进行对比分析,验证了研究成果的正确性.

摘要： 块石胶结充填体中块石含量是决定承载能力的关键因素,在RMT-150C材料试验机上进行不同块石含量的尾砂胶结充填体单轴压缩实验,利用1MHz的宽频声发射传感器采集峰值破坏前各阶段声发射参量,试验结果显示了块石对充填体不同承载阶段应力—应变水平的影响.对比应力—应变—累计声发射事件数关系,发现块石的掺入有利于降低充填体裂纹产生与扩展的速率从而使其承载能力得到加强.分析试验数据得到用累计声发射事件数表征充填体损伤程度的关系式,并得到2组试件的损伤—应变水平关系曲线.分析表明,块石的加入有效抑制充填体前期的损伤增长速率,并使得损伤激增段出现后延趋势.

摘要： 为合理解释三山岛金矿新立矿区海底开采充填体和围岩变形特征,建立了假二维的矿山开挖充填力学模型,并将其简化为平面应变问题.根据对充填体力学特性的研究,在模型建立过程中,对充填体采用了双屈服模型,对矿柱及围岩采用了应变硬化/软化塑性模型.利用FLAC3D数值模拟软件,并在模型中的相应位置设置位移监测点,分析了真实矿山开采过程中上下各采场充填体和围岩的移动变形规律.研究结果表明,新立矿区充填体变形主要为水平方向上的压缩变形,且具有累积效应,当充填体达到垂直方向的最大压缩量后,顶板围岩在水平构造应力作用下有向充填体上山方向滑动的趋势.

摘要： 块石胶结充填体中块石含量是决定承载能力的关键因素,在RMT-150C材料试验机上进行不同块石含量的尾砂胶结充填体单轴压缩实验.试验结果显示了不同块石含量胶结充填体承载过程中残余承载阶段应力—应变变化关系.利用损伤力学理论建立了不同块石含量的损伤本构方程及损伤演化方程.对比损伤—应变关系曲线,发现随着块石含量的增加,块石胶结充填体应力峰值所对应的损伤值逐渐增加.分析认为,块石含量对充填体试件残余承载阶段的损伤增长速率的影响规律是块石含量较低(10％、20％)时加速损伤增长,块石含量较高(30％)时抑制损伤增长。

摘要： 三山岛金矿新立矿区是我国第一个从事海底基岩矿床开采的金属矿山,主要可采矿体均赋存于海底下部20～670 m的岩体中,矿体与海水间仅靠2～3 m厚的海底黏土隔水层隔离.为保障矿山安全生产,根据新立矿区具体的采矿地质条件,选择-200 m中段63线13#、71线17#和111线37#穿脉巷道,埋设了6个测点的埋入式智能记忆型位移计.每个穿脉巷道的测点均按2种方式布设:一种是上向倾斜钻孔穿过下盘围岩、充填体与下盘围岩的接触带和充填体,用以监测充填体与下盘岩体的相对变形;第二种是上向倾斜钻孔穿越F1主裂面下盘岩体和上盘岩体,用以监测断层上下盘岩体的相对变形.通过2013年9月至2014年12月的现场监测,获得了监测期间开采活动引起的充填体及顶板岩层的移动变形特征.监测结果表明,海底充填体和上盘围岩的变形量较小,表明三山岛金矿新立海底采场充填体和上盘围岩在监测期间保持了很好的稳定性.

摘要： 为了提高生产效率,安庆铜矿目前主要采用大直径深孔爆破工艺进行爆破崩矿生产,大直径深孔爆破振动效应已经对充填体造成了不同程度的影响和破坏.为确定井下采场大爆破的规模,预测和掌握爆破振动的影响范围和破坏程度,对井下大直径深孔爆破不同爆破规模、爆破方式、单段起爆药量的爆破振动速度等参数进行理论计算预测,同时开展了现场爆破振动监测试验.根据安庆铜矿采场大直径深孔爆破振动效应测试的结果,利用回归计算、理论分析等多种方法系统地研究安庆铜矿采场大直径深孔爆破振动效应对充填体的影响,进而结合安庆铜矿爆破生产的实际情况提出降低大直径深孔爆破振动强度的控制技术措施及建议.

摘要： 以某矿工程地质为依据,采用了FLAC3D软件模拟研究了不同充填体强度下围岩竖向应力、竖直位移的变化,分析了不同分层开采方式对围岩竖向应力、竖向位移的变化,及其对围岩稳定性的影响.结果表明:充填体强度越大,围岩的竖向位移、竖向应力都呈减少的趋势,增大充填体强度对围岩稳定性有利;在充填体强度为1.2MPa的条件下,在充填体上层开采比下层开采的围岩竖直应力大,但竖直位移相对较小.

摘要： 金川镍矿是我国重要的镍矿资源基地,矿区内岩体破碎、矿岩品位较高,龙首矿采用六角形进路分层向下胶结充填采矿方法,西二采区上部矿体和充填体的塌陷对于下部中段采矿活动影响很大.本文对六角形分层向下充填造成矿体和充填体的变形破坏机理进行分析,建立数值计算模型分析浅部和深部环境下岩体早分层胶结充填过程中塑性屈服区域和应力场的变化.浅部矿体在自重应力作用下,随着分层开采的向下进行,模型中塑性屈服区域逐渐增大.深部矿体受构造应力与自重应力作用,开挖初期产生的塑性屈服区域较大,充填体上部围岩也出现塑性屈服,随着开挖充填向下进行,垂直和水平构造应力使得应力场重新分布,上部塑性屈服消失,模型屈服区域减小.浅部矿体向下分层充填开挖,自重应力下,拉应力区域主要集中于六角形断面周围尤其是顶板围岩附近.深部水平和垂直构造应力改变了采场内应力状态,六角形断面周围拉应力区域减小且分布更加均匀,有利于六角形断面采场稳定.但整个模型区域内压应力升高,远离六角形断面处易出现塑性屈服,长时间开挖充填会对岩体稳定性产生不利影响.

摘要： 本发明涉及采矿工程技术领域，具体公开一种膏体充填胶结材料及膏体充填料浆。所述膏体充填胶结材料，按质量百分比计，包括以下组分：高阿利特硅酸盐水泥熟料：55％～65％，钢渣：25％～35％，纳米SiO2：2％～5％，纳米CaCO3：2％～3％，改性石膏2％～6％和复合外加剂0.1％～0.5％。本发明以工业固废钢渣为原料，工艺简单、不仅极大程度降低了生产成本，为矿山绿色开采提供了保障，还为工业固体废弃物的综合利用提供了新的途径。将所述膏体充填胶结材料用于制备膏体充填料浆，解决膏体充填材料早期强度低、料浆流动性差以及成本能耗偏高等问题。

摘要： 本发明提供了一种煤矿膏体充填用胶结料，包括以下质量百分含量的组分：活性矿渣40～75％；含铝水泥熟料5～20％；粉煤灰0～15％；石膏5～18％；石灰8～15％；复合改性剂2～5％。在本发明中，所述胶结料的水化反应早期主要产生针状钙矾石，后期主要生成硅酸钙凝胶、铝酸钙等水化产物，从而既减少了凝结时间，还提高了早期强度和后期强度，本发明提供的胶结料水化速度很快，具有很好的早期强度，后期强度稳步增长，可以正常凝结不同泥量不同种类的骨料，在很少用量下产生较高强度。

摘要： 本发明涉及采矿工程技术领域，具体公开一种膏体充填胶结材料及膏体充填料浆。所述膏体充填胶结材料，按质量百分比计，包括以下组分：高阿利特硅酸盐水泥熟料：55％～65％，钢渣：25％～35％，纳米SiO2：2％～5％，纳米CaCO3：2％～3％，改性石膏2％～6％和复合外加剂0.1％～0.5％。本发明以工业固废钢渣为原料，工艺简单、不仅极大程度降低了生产成本，为矿山绿色开采提供了保障，还为工业固体废弃物的综合利用提供了新的途径。将所述膏体充填胶结材料用于制备膏体充填料浆，解决膏体充填材料早期强度低、料浆流动性差以及成本能耗偏高等问题。

摘要： 本发明涉及一种粉体自动充填包装装置及粉体自动充填包装方法。八套转盘机械夹设置在圆形转盘的边沿；取袋机械手、自动喷码机、开袋装置、体积充填装置、称重充填装置、吸尘器、热封口机、压花整形装置各自独立设置在圆形转盘周围的固定架上；撑袋装置的转动轴设置在转盘的中心由下端的凸轮控制其升降；撑袋夹通过转动杆与转动轴连接，撑袋夹气动控制可自动开合，在充填机出口处设置称重装置和一对称重机械夹；成品输送传送带设置在整形装置的下方；具体步骤：包装袋前处理；自动上袋；包装袋喷码；包装袋打开；快速充填；称重充填；袋口清洁；袋口热封；压花整形；人工装箱。整个过程是自动控制，减少了中间环节及环境污染，避免了对人体伤害。

摘要： 本发明公开了一种用于井下薄煤层的三柱式膏体充填支护液压支架；以一个两柱掩护式液压支架为主体，通过增设一根后部支护顶梁和一个膏体充填挡板拉移机构形成。后顶梁与主体两柱掩护式液压支架铰接，与两根前立柱构成了稳定的三点支撑，提高了后顶梁的支撑强度，增大了膏体充填的后部空间。伸缩式膏体挡板装置铰接在拉移座后部，并可通过调节千斤顶进行前后调节，为后部充填膏体和充填空间之间形成可靠的安全屏障，连接底座和拉移座拉的拉移千斤顶，既可对膏体充填挡板拉移机构随充填步距的变化进行向前拉移，又可通过膏体挡板在充填时对后部充填膏体给与向后充填的推力。与现有技术相比，具有支架结构简单，构思奇特，体积小相对重量轻的优点。

摘要： 一种粉体充填装置和充填方法，在具体实施从计量槽向粉体充填容器充填的新的充填方式时，粉体流量稳定，在充填作业中粉体不会泄漏或飞散，另外，可在短时间内充填粉体。因此，所述粉体充填装置至少由计量槽和辅助容器构成，其中，计量槽具有粉体排出口，且在该粉体排出口附近设有充填量限制装置，辅助容器将该计量槽的粉体排出口朝向下方，具有设于其下侧使用的开放口部，在配置于该辅助容器的更下侧的粉体充填容器中，一边通过充填量限制装置控制从外部移入该计量槽中的粉体，一边使其从该粉体排出口排出，首先落入该辅助容器内，进而落入粉体充填容器内，进行充填。

摘要： 一种用于膏体充填支护一体化液压支架的尾端膏体充填结构，包括顶梁、底座、上连杆、前连杆和后连杆，上连杆、前连杆、后连杆和底座两两铰接构成四杆机构，尾端充填结构设于底座后部，尾端充填结构主视图呈上端具有圆头的锥形、侧视图呈斜坡状，尾端充填结构一端与液压支架的伸缩挡板相接触，另一端位于底座的后端，尾端充填结构从伸缩挡板端向底座后端呈倾斜状，底座中部焊接有两个沿其长度方向的内主筋，底座呈全开裆形式，尾端充填结构由铸造方法制成。本用于膏体充填支护一体化液压支架的尾端膏体充填结构呈向后端倾斜状，上侧面具有圆弧过渡面，当膏体凝固时支架向前移动，移架方便，充填部分形成拱形结构，增强凝固膏体的承压能力。

摘要： 本发明提供一种用于采空区的新型膏体充填材料、浆液和充填体的制备方法，按照质量份数计，充填材料包括如下组分的原料：煤矸石100‑140份、粉煤灰60‑120份、水泥10‑32份、脱硫石膏20‑50份和石粉10‑50份；充填材料组分之间满足如下质量比，煤矸石：粉煤灰：水泥：脱硫石膏：石粉＝12:10:2.4:4:2。膏体充填材料浆液包括如下组分：煤矸石100‑140份、粉煤灰60‑120份、水泥10‑32份、脱硫石膏20‑50份、石粉10‑50份和水。本发明的用于采空区的膏体充填材料，使用工业废弃物代替部分水泥，确定了充填材料的最优配比，原料来源广泛且价格低廉，成本较低。

摘要： 一种充填体强度匹配系统及其构建方法，涉及采矿技术领域，其较为全面的选定了影响充填体强度的主要因素，并作为随机参数引入到选定的功能函数中，在利用子集模拟法，进行运算，从而实现对胶结充填体的强度进行初筛。该构建方法的操作简单方便，充分考虑到影响胶结充填体的各种随机因素，实现充填体强度的精确匹配。本发明实施例还提供了一种充填体强度匹配方法，其采用上述充填体强度匹配系统进行，其计算结果精度高，计算量较小，效率较高，具有较佳的实用价值。

摘要： 本发明公开了一种联合充填采矿中充填体的充填高度分析方法，包括步骤一、计算强度充填体固结过程中的收缩率；二、计算膨胀充填体固结过程中的膨胀系数；三、建立充填体的平衡方程、变形协调方程和物理方程；四、对充填体进行临界状态分析，得到膨胀充填体和强度充填体的充填高度。本发明的方法步骤简单，设计合理，实现方便，能够有效应用在联合充填采矿中充填体的充填高度分析计算中，为实现以现代煤化工和炼镁行业的废渣为主要原料进行充填奠定理论基础，实现资源循环利用，进而产生巨大的社会效益和经济效益，效果显著，便于推广。