采矿与安全工程学报 ›› 2021, Vol. 38 ›› Issue (2): 361-369.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.0379

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酸性环境中矸石胶结充填体强度及徐变特征

郭育霞,冉洪宇,冯国瑞,王鹏,王泽华   

  1. 1.太原理工大学矿业工程学院,山西 太原 030024;2.山西省绿色矿山工程技术研究中心,山西 太原 030024
  • 出版日期:2021-03-15 发布日期:2021-04-06
  • 通讯作者: 冯国瑞 E-mail:fguorui@163.com
  • 作者简介:郭育霞(1977— ),女,山西省阳城县人,博士,副教授,从事煤矿充填开采方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金面上项目(51974192);国家自然科学基金-山西煤基低碳联合基金项目(U1810120);山西省应用基础研究计划项目(201801D121092);国家杰出青年科学基金项目(51925402)

Strength and creep characteristics of cemented gangue backfill in acid environment

  • Online:2021-03-15 Published:2021-04-06

摘要: 为了研究酸性矿井水中矸石胶结充填体强度及长期变形特征,采用实验室加速腐蚀方法,测试不同质量分数和不同pH值硫酸溶液中充填体的抗压强度、质量、超声波波速、徐变变形随时间变化规律,建立了强度-时间、波速-强度及徐变模型,通过SEM和XRD分析腐蚀后充填体微观结构及化学成分。研究表明:随腐蚀龄期的增加,试件抗压强度和波速先增加后减小,质量先减小后增加再减小,90 d后强度损伤度逐渐增大;pH值越小、充填材料质量分数越小,试件各宏观性能随龄期增长所受影响越大;充填体徐变应变随时间增长而增加,随pH值、质量分数的降低而增加;腐蚀前期,硅酸钙凝胶和钙矾石填充内部孔隙,试件承载能力增加;腐蚀后期,钙矾石分解生成二水石膏后吸水膨胀,破坏材料内部晶体结构,试件承载能力降低。

关键词: 矸石胶结充填体, 酸性矿井水, 强度, 徐变, 微观结构

中图分类号: