采空区充填料浆及其管道输送特性试验研究

发布时间：2024-03-30 17:03

　　采空区充填是目前缓解煤矿开采导致地面沉陷以及煤矿废弃物再利用的重要方法,该技术不仅可治理产煤区域的主要地质灾害,而且可从源头治理煤矸石和粉煤灰堆积造成的环境污染,实现煤矿废弃物再利用,改变了先污染后治理的现状,促进了矿山从采煤到环境治理全过程控制技术的发展。 浆体的流变特性是指浆体在受到外部剪切力作用发生变形或流动时,其内部相应要产生对变形或流动的抵抗,并以内摩擦的形式表现出来。高浓度浆体的流变特性测试和研究,对深入了解高浓度料浆在管道中的运动状态及其变化特点,指导充填工程系统设计和工业生产,调节充填材料的配比,确定管道输送参数等都有十分重要的现实意义。本文主要针对矿山浆体的流变特性、可泵送特性以及管道输送特性进行研究。 首先对新阳矿区煤矸石的物理化学特性及矿物组成进行分析,结果表明该矿煤矸石物化性质较稳定,适用于充填材料中的粗骨料；其原状煤矸石颗粒中,<15mm粒径的颗粒比重大,配比时可先用振动筛进行筛分,以降低加工成本。粉煤灰的化学成分及矿物组成表明,粉煤灰具有火山灰活性,可用于充填,但其钙含量较低、活性低,充填配料时可考虑加钙并适当的激发其活性。 其次,论文试验研究了充填材...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 世界煤炭储量及其开采现状
        1.1.2 煤矿采空区填充的必要性
        1.1.3 管道输送特点及其研究意义
    1.2 国内外研究应用现状
        1.2.1 充填方法研究应用现状
        1.2.2 管道输送技术研究应用现状
        1.2.3 充填材料流变学特性的研究现状
    1.3 本文研究内容
第二章 工程概况
    2.1 采区概况
    2.2 充填材料物化性质
    2.3 本章小结
第三章 充填浆体流变特性试验研究
    3.1 充填浆体流变特性
        3.1.1 流体的分类
        3.1.2 充填料浆的流变特性及其流变参数
        3.1.3 影响流变性质的因素
    3.2 高浓度粘稠料浆流变特性的测量
        3.2.1 高浓度流体流变特性测量方法
        3.2.2 高浓度流体流变特性参数
    3.3 流变特性试验
        3.3.1 试验设备
        3.3.2 试验方案
        3.3.3 试验结果
    3.4 试验结果分析
        3.4.1 流变参数与直接测得数据的关系
        3.4.2 浆体浓度对浆体屈服应力、塑性粘度的影响
        3.4.3 粉煤灰掺量对浆体屈服应力、塑性粘度的影响
        3.4.4 细粒级煤矸石掺量对浆体屈服应力、塑性粘度的影响
        3.4.5 水泥掺量对浆体屈服应力、塑性粘度的影响
    3.5 本章小结
第四章 充填材料可泵性试验研究
    4.1 概述
        4.1.1 浆体可泵性
        4.1.2 评价浆体可泵性的方法及其主要影响因素
    4.2 试验方法
        4.2.1 坍落度试验
        4.2.2 泌水率试验
    4.3 试验过程
        4.3.1 试验方案
        4.3.2 试验结果
    4.4 试验结果分析
        4.4.1 浆体质量浓度与粉煤灰掺量对浆体坍落度、扩展度和泌水率的影响
        4.4.2 细粒级煤矸石掺量对浆体坍落度、扩展度和泌水率的影响
        4.4.3 水泥掺量对浆体坍落度、扩展度和泌水率的影响
    4.5 小结
第五章 管道输送压力试验研究分析
    5.1 概述
    5.2 试验系统
    5.3 试验材料
    5.4 试验过程
    5.5 数据分析
        5.5.1 压力损失周期的变化情况
        5.5.2 压力损失随浓度的变化情况
        5.5.3 不同浓度下压力损失随流速的变化情况
        5.5.4 压力损失随频率的变化情况
        5.5.5 流量随流速的变化情况
    5.6 结论
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
致谢
攻读硕士期间发表的论文与参加科研项目情况



本文编号：3942668