动载下矿岩-充填体能量传递规律及破坏特性

为研究嗣后充填采矿矿柱爆破回采时相邻胶结充填体内能量传递规律及破坏特性,利用霍普金森压杆装置,对矿岩与不同配比充填体组合试件进行单轴冲击实验。实验结果表明:能量传递过程中,大部分能量以反射波形式消散;随着应变率增加,吸能密度增大。同等吸能密度下,应变率(c)_(ZH330)<(c)_(ZH250)<(c)_(ZH180);冲击荷载下矿岩破碎形态呈简单块状。充填体破碎情况为,随应变率增加,呈块状分布减少,呈粉末状增多。当应变率在60 s-1左右时,ZH330较ZH250与ZH180,充填体粉末状明显减少;计算充填体平均粒径与分形维数发现,随应变率增大,平均粒径减小,分形维数增加。实验研究对嗣后充填采矿矿柱回采爆破参数选择及胶结充填体保护具有一定意义。

建筑垃圾基充填体胶结特征及力学性能分析

利用建筑垃圾进行煤矿采空区充填是控制地表沉陷、实现建筑垃圾资源化、减少土地占有面积的有效途径。通过对4组共12个不同水泥掺量建筑垃圾充填体表面孔洞分数计算及单轴抗压强度试验,分析了水泥掺量与充填体孔洞分数关系,探讨了水泥掺量与抗压强度、峰值应变、弹性模量的关系,提出了充填体破坏失稳模式,确定了充填体峰值强度、强度合理区间及快速提升的水泥掺量范围。结果表明:充填体孔洞分数与水泥掺量呈负相关,水泥掺量对充填体应力-应变曲线形态影响较大,水泥掺量为15%时,应力-应变曲线四阶段特征显著,水泥掺量越大(孔洞分数越少),弹性阶段越长,反之屈服阶段越长;随着水泥掺量增加(孔洞分数减小),充填体强度与弹性模量呈三次多项式增加趋势,轴向应变呈减小趋势且变缓趋于稳定;水泥掺量<10%时,充填体失稳为多裂纹粉碎性破坏,水泥掺量为10%~15%时,为双侧反拱剪切破坏,水泥掺量>15%时,为双侧垂直劈裂破坏;矿山建筑垃圾充填体在水泥掺量为7%~20%范围内,充填体强度为2.3647~15.7341 MPa,水泥掺量为18.6991%时,存在充填体强度峰值,充填体28 d强度提升是10 d强度的1.24倍。