含硫尾砂胶结充填体微观侵蚀机理研究

"微观尺度下含硫尾砂胶结充填体侵蚀机理" 在矿业工程领域，胶结充填体是采空区填充的重要手段，其中全尾砂是最常见的骨料之一。由于全尾砂中含有硫化物或硫元素，这使得形成的胶结充填体会受到硫元素的影响，尤其是对其强度的降低。该研究针对这一问题，基于水泥水化的基本原理，建立了一个二维的含硫尾砂侵蚀水化单元模型。 模型的构建以水泥水化单元模型为基础，深入探讨了水泥的微观水化反应机理。在这个模型中，硫酸根离子的作用被特别关注，因为它们能够侵蚀水泥水化产物，如石膏和钙矾石。研究中，通过分析这两种物质在侵蚀过程中的行为，揭示了硫酸根离子对水泥水化单元侵蚀的具体机制，同时也阐述了硫酸根离子如何影响水化单元的微观结构。 侵蚀过程与水化单元微观结构的变化是紧密关联的。研究通过匹配和阶段划分这两种变化，能更精确地描绘出含硫尾砂胶结充填体随时间的侵蚀演变规律。这种匹配分析提供了关于侵蚀过程动态发展的新视角。 实验结果显示，所建立的模型预测效果与现有的理论分析相吻合，表明该模型可以有效地解释含硫尾砂胶结充填体在微观层面的侵蚀过程及其随时间变化的规律。这一研究对于理解含硫尾砂对胶结充填体性能的影响，以及优化矿山填充材料和工艺具有重要意义。 关键词：含硫尾砂；胶结充填体；水化单元；微观结构；侵蚀过程 中图分类号：TD823（采矿工程） 文献标志码：A（表示理论与应用基础研究） 该研究工作发表于2018年7月的《西安科技大学学报》第38卷第4期，由刘浪、朱超、陈国龙、辛杰和方治余等人共同完成。该研究受到了国家自然科学基金和陕西省创新人才推进计划项目的资助。作者通过深入的理论分析和模型构建，为含硫尾砂在胶结充填体中的行为提供了新的理解，对于提高矿井的安全性和经济效益具有实际应用价值。