房柱式采空区矸石似膏体充填料浆流动沉降规律试验研究
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煤炭科学技术
- 网络首发时间:2024-06-06 09:25:15
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70
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作者
邵小平田创刘浪唐仁龙李龙清段明岸王磊
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单位
西安科技大学能源学院陕西西矿工程勘察设计有限公司
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摘要
榆神府矿区开发过程形成了大范围的房柱式采空区,产生了大面积悬顶区域。悬顶区域煤柱经过长时间的自然风化、蠕变等作用,支撑强度弱化,存在失稳破坏的危险,甚至引发矿震灾害。本文以榆神府矿区某矿房柱式采空区悬顶区域治理为背景,通过搭建基于相似理论的房柱式采空区模拟试验平台,对矸石似膏体料浆在房柱式采空区中的流动及沉降规律进行研究。研究表明:充填结束后在充填体表面形成了自进料口至排气孔方向5°左右的自然坡面;靠近进料口处的充实率最高,充实率随流动距离的增加呈降低趋势;料浆中部和下部超声波波速随时间变化呈上升趋势,上部则先减小后缓慢上升;料浆整体具有较优的静态抗离析性能;沿流动方向粗(细)粒径占比逐渐降低(增加),相邻煤柱之间靠近排气孔侧的粒径占比略高;沿竖直方向下部粗(细)粒径占比相对较大(小),上部粗(细)粒径占比相对较小(大);充填试样强度沿流动方向表现出波浪型变化规律,在靠近排气孔侧的强度较高,竖直方向上充填试样强度随深度增加呈上升趋势;充填试样产生宏观缺陷与料浆内部产生的气泡无法顺利排出有关。通过本研究揭示了充填料浆在房柱式采空区中的流动及沉降规律,可为榆神府矿区类似矿井的采空区治理、大面积悬顶隐患消除等提供参考。
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关键词
房柱式采空区充填料浆流动沉降非均质充填体强度分布
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文章目录
0 引言
1相似模拟试验设计
1.1 相似试验装置的设计与制作
1.2 充填材料选择及配比确定
1.3 试验方案
1.3.1采场充填
1.3.2超声波检测及静态抗离析性能分析
1.3.3颗粒粒径分布测试
1.3.4单轴抗压强度测试
2 试验结果及分析
2.1流动沉降几何结构
2.2超声波传播规律
2.2.1 超声波波速随静置时间的变化规律
2.2.2 静态抗离析性能评价
2.3颗粒沉降分布规律
2.3.1 沿流动方向粒径占比分布规律
2.3.2 沿竖直方向粒径占比分布规律
2.4充填体强度分布规律
2.4.1 沿流动方向充填体强度分布规律
2.4.2 沿竖直方向充填体强度分布规律
2.5宏观结构缺陷分析
3 结论