采空区内浆料堆积规律试验研究

发布时间：2017-10-17 13:36

  本文关键词：采空区内浆料堆积规律试验研究

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【摘要】：注浆投砂方法是一种成本低、效果较理想的采空区治理措施,已经在大空洞采空区充填中得到了广泛的应用和推广。浆砂混合料进入采空区后的堆积形态是设计钻孔间距和浆料配合比的重要依据,但是这方面的研究成果却还很不完善,导致钻孔间距和浆料配合比在生产中通常根据以往的施工经验进行设计,这种理论上的缺乏势必造成实践中的盲目性。因此,研究浆料在采空区内的堆积规律具有重要的理论意义和实际价值。以此为出发点,本文采用室内模型试验、现场模拟试验,并结合工程案例对浆料的堆积规律进行了研究。本文首先采用了RST-CC桨式流变仪对浆料的流变性进行了测试,发现当含砂率小于55%时,剪切速率与剪切应力之间的关系符合宾汉流体所特有的性质。对各试验组流变曲线进行回归分析发现,随着含砂率的增大,浆料的屈服应力及粘度开始缓慢增加。当含砂率增大到一定程度后,浆料的屈服应力和粘度呈现指数型增加,即存在一定的拐点含砂率。本次实验组的“拐点”含砂率近似为45%,该值可以作为浆砂配合比的一个控制参数。其次,通过自流堆积模型试验结合流变性测试结果,建立了适合以风积沙为骨料的浆料的自流堆积坡度拟合计算公式：θ=0.175×τ00.572μ0.206ρ(ρ≤1.936 g/cm3)。然后,通过现场堆积模拟试验,验证了以自流堆积模型试验为基础建立的浆料堆积形态拟合计算方法具有较高的精确性；同时通过对浆料堆积形态的变化规律和骨料颗粒分选性的研究分析,以可视化的角度还原浆料的堆积过程。最后,通过工程案例对以自流堆积模型实验为基础建立的浆料堆积形态拟合计算方法进行进一步的验证,结果表明：以自流堆积模型实验为基础建立的浆料堆积形态计算方法具有较高的精确性。
【关键词】：采空区 浆料 流变性 屈服应力 堆积形态
【学位授予单位】：煤炭科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD325.3
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 选题目的及意义9-10
• 1.2 研究现状10-15
• 1.2.1 国内研究现状10-12
• 1.2.2 国外研究现状12-15
• 1.3 研究内容及技术路线15-17
• 1.3.1 研究内容15
• 1.3.2 技术路线15-17
• 2 充填浆料流变性研究17-30
• 2.1 充填材料及配比17-20
• 2.1.1 充填材料17-18
• 2.1.2 材料的配合比及浆料密度18-20
• 2.2 浆料流变性测试20-28
• 2.2.1 流变的基本概念20-22
• 2.2.2 流变性测试方法22-23
• 2.2.3 结果分析23-28
• 2.2.4 流变参数确定28
• 2.3 本章小结28-30
• 3 自流堆积试验与模型研究30-38
• 3.1 室内自流堆积试验30-34
• 3.1.1 试验原理及方法30-31
• 3.1.2 材料配比31-32
• 3.1.3 试验过程及结果32-34
• 3.2 自流堆积角度拟合分析34-36
• 3.2.1 拟合分析原理及方法34
• 3.2.2 参数确定34-35
• 3.2.3 拟合分析35-36
• 3.3 本章小结36-38
• 4 现场堆积模拟试验38-66
• 4.1. 堆积模拟试验38-49
• 4.1.1 模拟试验模型设计38-41
• 4.1.2 模拟堆积试验过程41-49
• 4.2 堆积形态计算模型验证49-52
• 4.2.1 模型计算分析49-50
• 4.2.2 实际测量结果分析50-51
• 4.2.3 拟合计算值与实际测量值的对比分析51-52
• 4.3 浆料堆积形态分析52-65
• 4.3.1 浆料堆积形态变化规律分析52-56
• 4.3.2 浆料堆积颗粒分选性分析56-62
• 4.3.3 浆料堆积过程分析62-65
• 4.4 本章小结65-66
• 5 工程实例66-74
• 5.1 工程概况66-67
• 5.2 充填试验67-70
• 5.3 模型计算方法验证70-72
• 5.3.1 拟合计算分析70-71
• 5.3.2 实际测量结果分析71
• 5.3.3 拟合计算值与实际测量值对比分析71-72
• 5.4 钻孔钻探资料分析72-74
• 6 结论74-76
• 6.1 主要结论74-75
• 6.2 存在问题及展望75-76
• 参考文献76-81
• 致谢81-82
• 附录82

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本文编号：1049153