矿井采空区水SO42-、Cl-浓度对充填体力学性能影响试验研究

来源 :山东科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:maomao11111
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
充填法采煤可以有效解决地表沉陷和“三下”压煤问题。然而,作为矿山充填使用的充填体会随着使用年限的延长强度逐渐降低,从而导致充填效果降低甚至失败。矿井水中的 SO42-,Cl-是影响充填体长期强度的一个重要因素。长期处于矿井水环境中的充填体,会不可避免的遭受到盐离子的侵蚀,从而发生劣化,导致充填体强度降低,最终影响充填体的使用寿命及相关工程的安全。  本文以新疆阿吾孜苏矿开采条件为背景,通过宏观及微观试验对充填体的损伤机理以及SO42-,Cl-在充填体内部的扩散进行研究,并以此建立SO42-,Cl-在充填体内的扩散模型和充填体的耐久性模型,为我国矿井充填开采治理地表沉陷提供指导作用。论文研究获得主要研究成果如下:  (1)统计我国主要产煤区矿井水中SO42-,Cl-的离子含量。研究表明:含有SO42-, Cl-的地下水主要集中在我国北方的东部大平原、南方的西南丘陵山地以及西部的西北内陆盆地、青藏高原冰漠和高山草原带,由于受地质条件等因素的影响,各地区 SO42-,Cl-浓度的离散性很大,从每升几十毫克至几千毫克不等。  (2)通过正交实验获得膏体充填材料的最优配比,以水泥为一定量,煤矸石胶结充填材料的质量配比为水:粉煤灰:煤矸石:水泥=0.5:0.4:9:1,矸石级配(<5 mm煤矸石含量)=0.4。最优配比的充填材料浆体的塌落度为22cm,对充填材料塌落度影响由大到小的因子次序是:水灰比→矸石级配→矸石含量→粉煤灰含量;试件在自然水化28d的单轴抗压强度为31.5MPa;对充填材料单轴抗压强度影响由大到小的因子次序是:水灰比→粉煤灰含量→矸石级配→矸石含量。  (3)通过宏观力学及微观结构实验研究了在SO42-,Cl-作用下充填体的水化过程及水化产物,分析了其侵蚀机理,并基于此探讨了侵蚀环境中充填体出现宏观力学性能变化的原因。研究表明:在氯盐溶液中,当氯离子的浓度低于0.5g/L时,对充填体的强度提高是有促进作用的,当氯盐溶液的浓度大于0.5 g/L时,龄期超过28d后,则因为生成的水化氯铝酸钙的膨胀作用,使充填体逐渐产生裂纹,强度降低。在硫酸盐溶液中,充填体内部生成了二水石膏、芒硝、钙矾石等具有膨胀性的物质,其侵蚀破坏属于结晶膨胀型和可逆反应型,从而导致充填体强度的损失和耐久性的下降。  (4)通过离子扩散性能试验,考虑SO42-,Cl-浓度消耗以及扩散系数随着时间的变化,根据Fick第二定律,建立了SO42-,Cl-二维自由扩散模型和充填体的耐久性模型,在此基础上建立了充填体的强度与地表沉陷之间的联系。
其他文献
现代社会各行业都在寻找新能源,建筑业作为高耗能行业,节能建筑也成为必然的选择,受到社会广泛关注.建筑节能质量控制效果也会直接影响建筑节能工程.实际建筑工程施工时,由于
硫脲浸银法因具有浸出速率快,对杂质不敏感等特点,逐渐受到广大无氰工艺研究者的关注,被认为是最有前途的一种无氰工艺,但该工艺针对含铜银精矿存在着浸出率低、药剂消耗量大等缺
道路与桥梁是当前交通体系中的重要组成要素,同时因为其规模的不断增加,施工环境也逐渐复杂化,施工单位所面临的施工风险也逐渐增加.在实际开展施工作业的过程中,施工单位需
试验在沈阳进行,土壤为草甸土。采用4因素5水平二次回归通用旋转组合设计,研究了当前生产上有代表性的甜高粱品种辽甜1号的种植密度、氮肥、磷肥和钾肥对生物产量和茎秆含糖
Myeloblastosis (MYB) proteins constitute one of the largest transcription factor (TF) families in plants and play crucial roles in regulating plant physiologica
风力机变桨距控制系统提高了风力发电系统的效率和电能质量,是大型风力机控制的关键技术之一。然而,风力机变桨距电液控制机构铰链处存在的间隙,使得变桨过程中超调量增大,桨
顺层钻孔瓦斯抽采不仅有利于降低煤层瓦斯压力,防止瓦斯突出,而且便于抽采瓦斯的二次利用。顺层钻孔瓦斯抽采数值模拟对现场实践有重要的指导意义。本文利用COMSOL Multiphys
故障诊断技术可避免旋转机械装置发生重大或灾难性事故。然而受复杂工作环境因素的影响,欲通过故障机理模型的正确建立从而去揭示出其故障的状态特征与类别间因果关系的方式,目前仍存在着相当大的距离。为此,基于过程历史数据驱动的故障辨识研究引起了关注。通过对振动信号进行时域、频域和时频域的量化特征提取,据此可构造出一个描述故障状态的原始高维故障特征空间。但数据挖掘研究表明,过高的数据集维数并不利于智能辨识功能
空化水射流清洗技术具有清洗质量好、清洗速度快、无环境污染、对清洗物几乎无腐蚀等特点,目前在煤矿开采、石油钻井、船舶清洗中等领域得到广泛应用。而空化射流形成于空化喷
行人交通事故作为道路交通事故的主要类型之一,需要一种准确、高效的重构手段,以满足事故鉴定和防范的需要。同时,随着行人安全意识的提高,行人交通事故数字化重构方法在交通安全