泰波理论指导下的原生矸石级配压缩优化研究

本文主要探讨了原生矸石的连续级配压缩实验研究，针对当前煤炭工业中煤炭矸石压缩实验存在的方法单一和理论基础不足的问题。原生矸石，即开采过程中产生的废弃物，其性质对地面沉降控制和充填效果具有显著影响。研究者以泰波理论为指导，设计了两套实验方案来深入分析原生矸石的压缩行为。 首先，通过实时监测实验中的应力-应变关系和压缩变形数据，研究者观察到当原生矸石中的小颗粒比例较大时，整体的压缩率相对较低。这表明级配对于控制矸石的压缩性能至关重要，优化的级配可以有效减少压缩带来的影响。 接着，泰波理论在本研究中起到了关键作用，它是一种描述颗粒物质压缩特性的理论模型。通过连续级配实验，研究者发现当n值（通常用于表示级配的连续性）为0.3时，原生矸石表现出最优的压缩特性。这意味着这种特定的级配配置能更好地保持稳定性和减小地表沉降，从而在充填作业中达到理想的填充效果。 对比分析结果显示，采用符合泰波理论的级配配置的原生矸石，其压缩率明显低于未经优化的原生矸石。这进一步证实了理论引导下的级配选择对于实际应用的实用性。在实际的矿井充填过程中，采用这种优化的级配方法，不仅可以减少地表沉降，还可以提高填充效率，降低环境影响，从而提升整个开采过程的经济效益和环境保护水平。 本研究通过严谨的实验和理论分析，为原生矸石的合理利用和充填技术提供了科学依据，为煤炭工业的可持续发展提供了重要的工程技术支持。