矿粉基防治水注浆材料的实验研究

为提高煤矿防治水注浆加固效果,改善注浆材料性能,降低注浆材料成本,同时为工业固体废弃物的高值化综合利用寻找新的途径,本文通过大量的实验室实验,最终确定了以粒化高炉矿渣为主要原材料,以脱硫石膏、水泥熟料及外加剂为辅料,研制了一种矿粉基注浆材料,通过与注浆用矿渣水泥进行交叉对比,分析矿粉基注浆材料在可流动性、相对粘度、浆液沉降速度、凝固状态及力学性质等物理性能,为矿粉基注浆材料在防治水工程中应用提供理论依据。

矸石固体充填材料胶结性能的实验研究

通过对矸石粉煤灰、矸石黄土作为固体充填材料的胶结性能的实验研究,分析矸石粉煤灰、矸石黄土充填体强度性能,并以水泥作为胶结材料,重点分析了水泥对矸石黄土固体充填材料的强度影响。实验结果表明,以矸石黄土进行固体充填,充填体强度高于矸石粉煤灰充填体;在矸石黄土固体充填材料中加入水泥,并随着掺量的增加,充填体强度特别是早期强度得到大幅度提高,且可缩短充填采煤周期,降低生产成本。

超高水材料限高开采局部充填技术研究与应用

为保证地面高压线塔基的稳定并最大限度的回收煤炭资源,对山西潞安集团司马矿放顶煤工作面进行了超高水材料局部充填开采的试验。按照地面塔基的控制要求,并考虑塔基自身尺寸,确定充填范围为54m×89m(倾向长×走向长),在该区域内,采高降为2.9m,不放顶煤。在无专用充填液压支架的条件下,为保证充填区域的安全,设计了移架—割煤—充填一个完整循环的支护方案。现场应用表明,采用限高开采局部充填地面塔基稳定,经济效益显著,可为类似条件下的煤炭资源回收提供参考。

超高水材料空巷充填技术的研究与应用

综采工作面过空巷是煤炭行业一大技术难题。通过对超高水材料反应机理、材料特性及力学性能等方面的分析,结合空巷充填的技术特点和指标要求,进行了超高水材料空巷充填技术研究。现场应用结果表明,超高水材料凝结时间短、泵送性能好、强度可调、工艺简单、用料量少,在应用过程中周期短、见效快、成本低,可以满足空巷充填的技术需要。

井下高水率快凝充填材料性能及应用研究

为了提高矿山充填开采的充填率和井下安全施工,以及减少岩层的沉降量,河北省煤科院研发出一种高固水充填材料,在煤矿生产中的各种应用情况进行了仔细的研究,高水率快凝充填材料浆体具有固水率高和良好的抗渗性能,可很好的满足井下充填开采和防治水的需要,并且在井下瓦斯防治、煤层注水封孔以及U型钢支架壁后加固等井下安全及抢险等方面均具有良好的应用效果。

井下超高水充填材料抗压稳定性研究

针对井下超高水充填采煤技术在实际应用中出现的稳定性问题,从充填材料抗压性能出发,单向研究充填材料稳定性,并对矿压与充填体强度之间的关系进行简单分析。实验结果表明,超高水充填材料在受到恒定压力时,会根据充填体强度不同而出现不同程度的压缩,充填体强度越高,压缩率越小,直至可忽略,反之压缩率越大;当压缩到一定程度后,充填体压缩量不再发生变化,达到相对稳定状态。

新型尾砂胶结材料的实验研究

对矿渣活性激发机理进行研究分析,通过对比实验,研究了石膏和熟料在碱性外加剂的作用下,对矿渣活性激发的规律,从而研制出一种新型的尾砂胶结材料,并在同等条件下与P.O42.5和P.S.A32.5水泥进行强度对比。实验结果表明,在5%的碱性外加剂作用下,当石膏含量为20%,熟料含量为15%时,可以最大程度的激发矿渣活性,新型尾砂胶结材料实验强度可达到水泥强度的10倍以上,大大降低充填采矿成本,提高充填体强度,对矿山充填开采的发展起到重要推动作用。

工业固废在超高水材料中综合利用的实验研究

针对超高水材料时常出现压缩泌水,影响使用效果等问题,研究了粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、选铁尾矿砂等工业固废的性能,结合超高水材料的特点,开展大量实验,通过在超高水充填材料中掺入适量工业固废,改善超高水材料性能,实现工业固废综合利用的目的。

煤矿井下膏体快速充填材料及关键技术研究

膏体充填采煤技术经过多年的发展,逐步得到社会的认可与应用,随之也暴露出了许多不足,设备投入大、材料成本高、操作人员技术水平要求高、易堵管等问题,严重制约了膏体充填采煤技术发展。本文从膏体充填材料性能及充填工艺技术等方面,对井下膏体快速充填材料加工、浆液制备、管路输送、快速充填、采空区注浆等关键技术进行研究,探索投资少、速度快、要求低的工艺系统及少量化、集成化、自动化的井下膏体快速充填技术。

高强快凝尾砂胶结材料在矿山胶结充填中的应用

针对金属矿山胶结充填材料凝结时间长、强度增长慢、材料成本高等问题,研发了一种高强快凝尾砂胶结材料。该胶结材料以粒化高炉矿渣为主要原材料,加入一定比例的工业副产品、水泥熟料及少量活性激发剂研磨而成。结果表明在相同条件下,该材料与水泥相比,充填体凝结时间短,强度高,抗寒性好,可极大降低灰砂比,节约充填成本,提高生产效率。

TRIZ理论在高水率快凝充填材料工艺的应用

由于生态矿山、绿色矿山要求的日趋严格,充填工艺的要求越来越高。本文针对高水率快凝充填材料充填工艺应用TRIZ理论中的冲突矩阵、40条发明原理、功能分析及物质场分析对充填工艺进行设计上的优化探讨分析,以达到高水材料充填工艺的最优设计。

改性超高水材料在俯斜综采工作面防灭火中的应用

超高水材料是一种纯无机材料,具有含水率高、凝固时间短、早期强度高、密封性好、成本低等特点,在井下巷道密闭及老空区治理等项目中已得到广泛的应用,而在俯采工作面防灭火技术中,超高水材料由于流动性好,扩散半径较大,因此很难堆积到一定的高度形成密闭墙隔绝空气。本文针对核桃屿煤矿俯斜综采工作面实际情况,通过改进超高水材料配比与注浆工艺,降低材料凝固时间,提高材料堆积高度,结合工程技术方案,使改性超高水材料在工作面采空区内形成一道有效的隔离密闭墙,达到工作面降温与密闭的防灭火效果。

黄土物理特性对防治水注浆浆体的影响

通过原材料的化学分析和浆体结石体强度、粘度、凝固时间等试验,对掺加了黄土的水泥类防治水注浆浆体进行实验研究,结果表明,随着黄土掺加量的改变,注浆浆体的各项物理性能指标均呈现出一定规律。初步分析了掺加黄土的防治水注浆浆体的固化机理,为实际应用提供了理论支撑。