采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (4): 925-936.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2024.0526

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纤维改性固废注浆材料浆液固结体承载阻裂特征研究

李俊孟1,2,黄艳利1,2,李晓彤1,刘亚辉1,吴相儒1,刘佳楠1,王士奇1,芮溥呈1,邬志雄3   

  1. 1. 中国矿业大学矿业工程学院,江苏 徐州 221116; 2. 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室,江苏 徐州 221116; 3. 内蒙古准格尔旗力量煤业有限公司,内蒙古 鄂尔多斯 017100
  • 出版日期:2025-07-15 发布日期:2025-07-15
  • 通讯作者: 黄艳利,E-mail: 5306@cumt.edu.cn ,Tel: 0516-83590502
  • 作者简介:李俊孟(1991— ),男,山东省滨州市人,博士,副教授,从事煤基固废资源化利用等方面的研究。
  • 基金资助:
    新疆重点研发专项项目(2023B03009-1,2022B03028-3);地球深部探测与矿产资源勘查国家科技重大专项项目(2024ZD1004104);中央高校基本科研业务费专项项目(2024ZDPYYQ1007);国家自然科学基金项目(52374245,52364021)

Load-bearing and crack-resistance characteristics of fiber-modified solid waste grouting material slurry consolidation

  • Online:2025-07-15 Published:2025-07-15

摘要: 以煤基固废为主要原料的覆岩裂隙注浆是控制岩层破断及含水层渗流失稳的关键技术,但固废浆液固结体在外部载荷作用下易开裂,阻裂性能较差。通过在煤基固废浆液中掺入纤维,制备纤维-固废注浆材料(Fiber-Solid waste grouting materials,F-SWG),利用电液伺服万能试验机和声发射系统,测试不同纤维种类与掺量的F-SWG固结体的声发射特征,分析其承载损伤过程中的裂隙发育特征及纤维阻裂机制。结果表明:掺入0.4%~0.6%的玄武岩纤维或聚乙烯醇纤维后,通过连接、黏结、交错与浆液基质相互作用形成三维约束结构,有效抑制了固结体后期裂隙发育及宏、微观裂隙转化,显著提升了固结体的阻裂性能。研究成果揭示了F-SWG固结体阻裂性能的增强机制,为注浆材料的堵水效果及煤基固废处置提供了新的理论依据。

关键词: 纤维改性, 煤基固废, 声发射, 阻裂特征

中图分类号: