典型矿区固体混合充填材料的力学特性试验优化与应用

本篇文章《典型矿区固体混合充填材料力学特性试验研究》主要探讨了在矿业工程领域中，如何通过实验手段优化典型矿区使用的固体混合填充材料的性能，以满足地表变形的有效控制需求。研究者兰立信、李猛、张强和邰阳针对三种固体混合材料——矸石与粉煤灰、矸石与黄土以及风积沙与黄土进行了深入的力学特性试验。 首先，通过压实试验，他们获得了不同配比下三种混合材料的应变-应力和变形模量-应力曲线。结果显示，随着矸石或风积沙含量的减少，矸石与粉煤灰和风积沙与黄土的混合材料应变呈现递增，而变形模量则呈现递减趋势。相反，矸石与黄土混合材料的应变表现出先减小后增大的模式，变形模量则先增后减。压力在0至2兆帕范围内是试样主要变形阶段。 经过优化，他们确定了最佳配比：矸石与粉煤灰的较佳比例为1:0.35，矸石与黄土的最佳比例为1:0.95，风积沙与黄土的最佳比例为1:0。这些优化配比对于控制地表变形具有显著效果。 进一步的时间相关特性试验表明，这三种优化后的混合材料的应变主要集中在第一个月，随后应变变化极小并趋于稳定。这一发现对于实际工程中的应用至关重要，意味着使用这些特定配比的混合填充材料能够在较长的时间内保持稳定的性能，有效降低地表变形对矿井安全的影响。 该研究通过对典型矿区固体混合充填材料的力学特性试验，不仅提供了关于材料性能的关键数据，还为矿山工程设计提供了科学依据，有助于提升矿井充填施工的安全性和效率，是矿产资源开采领域的重要研究成果。