不同胶结配比微生物胶结砂土材料矿化试验研究

为探究不同胶结液及菌液浓度的胶结配比对微生物胶结砂土材料的影响,开展了溶液内矿化反应和胶结砂土固化试验,并借助SEM技术手段分析了矿化产物的微观晶体形貌成因。结果表明,不同胶结配比对矿化反应速率、胶结试样固化效果、碳酸钙结构分布及晶体尺寸均有明显影响,胶结试样强度随碳酸钙含量的提高而逐渐增大,提高胶结配比中菌液浓度有助于碳酸钙含量的增多及微观晶体尺寸的增大,但不利于碳酸钙在试样内部的均匀分布。低浓度胶结液组合高浓度菌液配比条件下,微生物胶结砂土试样的固化效果较好。研究成果可为新型微生物材料的深入研究提供参考。

微生物固土胶结液的尿素和氯化钙优化配比试验

采用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,开展不同胶结液配比方案的粘性土固化试验.测试MICP固化土样的物理性质、力学强度和矿化反应后的碳酸钙含量,研究胶结液中不同尿素和氯化钙体积配比对土体试样加固效果的影响.结果表明,MICP加固后的各试样与天然含水率重塑土样相比,其含水率和孔隙率均减小,干密度与碳酸钙含量增加,颗粒表面积聚大量CaCO_(3)晶体,抗剪强度与抗压强度均有不同程度的提高.当尿素和氯化钙的体积配比为1∶1时,微生物矿化形成的碳酸钙含量最高;当尿素和氯化钙的体积配比为2∶1时,微生物矿化试样的强度更高.分析认为微生物固土的效果不仅与矿化后的碳酸钙含量有关,也与矿化结晶体的微观结构及其在土体孔隙中的充填特性密切相关.

粗磷尾矿胶结充填级配及抗压强度分析

利用粗骨料进行高浓度胶结充填是矿业工程中的研究难点。为高效利用粗磷尾矿以消除其环境污染、土地占用以及采空区诱发的地质灾害等问题,以粗磷尾矿和粉煤灰为主要充填材料,首先通过SEM、ICP-MS&ICPOES、XRD、激光粒度分析以及其他标准测试手段对主要充填材料的物理特性、化学成分和矿物成分进行分析;然后利用最大密实度级配曲线理论对粗磷尾矿自然级配和不同破碎粒度磷尾矿级配进行研究;最后采用正交试验设计法和多元非线性回归法对充填体无侧限抗压强度的变化规律进行研究,并对胶结充填材料经济、环境和社会效益进行分析。结果表明:粗磷尾矿和粉煤灰物理性能较差,但粗磷尾矿化学特性稳定,粉煤灰具有较强火山灰特性;-5mm粒度破碎磷尾矿具有较优密实度;充填体无侧限抗压强度后期强度增长较快,同时随胶砂比、质量浓度和水泥/粉煤灰的增大而增大,其中胶砂比的影响程度最大,且无侧限抗压强度与因子之间存在显著非线性关系;利用粗磷尾矿和粉煤灰进行胶结充填具有显著的经济、环境和社会效益。

胶结液参数对微生物加固粉土的影响

胶结液对微生物土体加固具有重要作用,以海相粉土为处理对象,选用巴氏芽孢杆菌作为微生物、尿素和氯化钙作为胶结液,研究胶结液参数对加固效果的影响.采用将菌液与粉土拌合制样,然后入渗多轮胶结液的方法对试样进行有效加固.通过试验研究了浓度、轮数、配比、体积等胶结液参数对加固效果的影响.结果表明:当胶结液浓度不低于0.50 mol/L时,试样水稳定性较好;试样中沉积的CaCO_(3)数量和无侧限抗压强度随着胶结液相对用量增加而提高,但当胶结液浓度为1.50 mol/L时,CaCO_(3)均匀性和无侧限抗压强度都有明显下降;增加胶结液中尿素的比例对加固效果的影响很小;减小每轮胶结液入渗体积会使加固的整体性明显下降,因此每轮胶结液的体积不应低于孔隙体积.试验和SEM结果表明,胶结液浓度会影响CaCO_(3)分布和晶体大小,从而影响加固强度.

固体充填胶结沿空留巷巷帮支护体优化设计

为提高固体充填胶结沿空留巷的效果,以唐口矿9301充填工作面为工程背景,对固体充填胶结沿空留巷巷帮支护体进行优化设计研究。通过对巷帮胶结充填材料的泌水率、强度等性能进行试验,分析了充填料浆的基本特性与胶结充填材料配比之间的内在联系与规律,最终确定了唐口矿巷帮胶结充填材料的配比。通过在唐口煤矿9301充填工作面进行工业性试验表明,优化设计的巷帮胶结充填体具有快凝早强,接顶良好的特点,沿空巷道变形量得到了有效控制。

早强快硬易切割煤基墩柱空巷支护材料研究与应用

为解决工作面过空巷高水支护材料成本高、不利于回收以及降低煤品质等问题,研究了一种以煤为骨料配制料浆,通过管路泵送至模具成型的早强快硬易切割煤基墩柱空巷支护材料。针对煤骨料存在的强度低和难胶结问题,在固定井下原煤级配条件下,对不同胶材配比情况下的空巷墩柱支护材料进行流动性检测以及力学性能试验,得到材料配比合理、早强快硬煤基易切割的煤基墩柱空巷支护材料,现场应用效果良好。