矸石粉煤灰充填材料力学特性优化研究

本研究论文深入探讨了"采后充填固体充填材料力学特性测试"这一关键领域，由赵昕楠、节茂科和张吉雄三位专家共同完成。他们在煤炭科学研究总院检测分院、冀中能源股份有限公司以及中国矿业大学的背景下，针对矿山开采后的废弃物——矸石与粉煤灰作为填充材料进行了详尽的研究。 首先，研究采用了物理化学测试方法，对这两种材料的矿物成分进行了细致的检测和分析。这包括理解它们的组成结构，这对于材料的性能优化和应用至关重要。通过这种方式，研究人员能够揭示其潜在的物理和化学性质，如硬度、耐磨性、耐腐蚀性等，这些特性直接影响到充填材料的性能和使用寿命。 接着，论文着重研究了不同配比条件下的含水量和密度对充填材料压实度和流变特性的影响。通过实验数据，他们构建了时间相关特性曲线，这些曲线展示了随时间推移，材料如何响应外部压力变化。这个过程对于理解和控制充填过程中的稳定性、均匀性和效率具有重要意义。 研究人员发现，通过调整矸石与粉煤灰的比例，可以优化充填材料的压实度和密度，从而实现最佳性能。他们发现，最佳的混合比例有助于减少材料的初始变形，并在加载初期保持较好的支撑性，这对于防止矿井塌方和提高整体稳定性具有实际价值。 此外，该研究还强调了充填材料在加载初期的变形行为，这可能是由于材料内部结构的初次响应或者是水分在压力作用下的快速释放。这一发现提示了在实际操作中应关注填充材料的前期处理和储存条件，以减小施工过程中的问题。 这篇论文提供了对采后充填固体充填材料力学特性的深入理解，对于改进矿山开采过程中的废物利用技术，提升充填效率和安全性，具有重要的理论指导和实践意义。通过量化分析和实验证据，该研究为煤炭行业和其他类似领域的工程实践提供了宝贵的科学依据。