大体积胶结充填体胶凝材料水化热耗散规律及固结机理研究

基本信息
批准号:51764009
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:37.00
负责人:邓代强
学科分类:
依托单位:贵州理工学院
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:段瑜,肖利平,刘雪岭,李海军,吴建琼,王致嫣
关键词:
尾砂固结试验技术高浓度充填充填工艺充填体强度
结项摘要

Focused on solving the core problems of high-pressure filling mode under extra large-sized mine goaf, such as cement hydration heat conduction delay, difficult to dissipation and backfill strength too low, closely related to the heat conduction and water seepage characteristics of homogeneous and heterogeneous, mixed interface around large volume filling , aimed at mechanism of large-scale cement hydration heat dissipation and consolidation, the study would carry out the following work: ①To research the mechanical behavior of confined space filling, to analyse slurry pressure shrinking bleeding, coagulation, settlement rules, and to establish settlement function model of special environment; ②To conduct microscopical experimental investigation on the filling pore compression evolution feature, to analyse pore structure and scale effect of different condensation state, and to derive analytic relationship between pore evolution and filling body mechanical behavior; ③By emperature monitorin, to analyse temperature evolution behavior of confined space filling, and to deduce temperature field evolution model; ④Using temperature evolution time series, to analyse thermal conductivity of backfill under different medium, to study technology enhancing hydration heat dissipation and multi parameter characterization enhancing strength of filling, and to establish theory system about confined space filling coagulation and enhancement technology. The implementation of the project will provide a new way to research mechanism on hydration heat dissipation and reinforcing, therefore, the study is of great significance to high-efficiency disposal of solid waste and mine goaf and realization of green operation mode of mine.

针对特大型采空区强充模式,着力解决强充带来的水泥水化热传导缓滞、难以耗散与充填体强度过低的核心问题,密切结合大体积充填体周边同质、异质、混合界面的热传导与水渗流特征,瞄准大规模水泥水化热耗散及固结机理,开展以下研究工作:①闭塞空间充填体力学行为研究,分析料浆承压沉缩泌水、凝结、沉降规律,建立特殊环境沉降函数模型;②通过微观试验研究充填体孔隙压密演化特征,分析不同凝结状态孔隙结构与规模效应,推导孔隙演化与充填体力学行为的解析关系;③通过温度监测,分析闭塞空间充填体温度演变行为,推演温度场时空演化模型;④利用温度演化时间序列,分析不同介质下充填体热传导响应,进行水化热耗散增强技术及充填体强度增长多参表征研究,建立闭塞空间充填助凝增强技术理论体系。通过本项目的实施,可为大体积充填体水化热耗散及增强机理研究提供一条新途径,对高效处置固体废弃物及采空区、实现矿山绿色运行模式意义重大。

项目摘要

各类金属矿山大规模采空区胶结充填作业中,充填料浆经由充填管道源源不断地流入采空区,逐层堆积的充填料浆被后来料浆持续层叠覆盖,由此而形成一道道逐步递增的热传导屏障,充填用胶凝材料水化反应所产生的热量难以短时耗散,大量热能集聚导致大体积充填体内部急剧温升,充填体难以正常固结硬化。针对此问题,本研究以降低大体积胶结充填体胶凝材料水化热温升为目标,以大体积充填体内部水化热增长与耗散演化规律为研究对象,开展了相关研究工作:①闭塞空间充填体力学行为及料浆承压沉缩泌水与凝结规律,建立了特殊环境下泌水率和沉缩率随浆体浓度变化的函数模型;②闭塞空间充填料浆承压及初期充填体承压沉降规律,在充填材料全面实验的实测数据与等效法换算参数的基础上,通过数据统计回归分析得到尾砂作为骨料的充填料浆沉降量与浓度关系曲线多项式拟合模型;③研发了针对矿用充填材料的温度监测系统,分析了闭塞空间充填体温度演变行为;④利用测试系统获得的温度演化时间序列,分析了不同介质下充填体热传导响应。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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