湿排粉煤灰似膏体充填采空区试验研究

为了确定湿排粉煤灰似膏体充填的关键技术参数,通过湿排粉煤灰物理化学试验、膏体充填配比试验及现场工业试验,研究了湿排粉煤灰的物理化学特性、膏体充填配比参数和工业试验运行参数。结果表明,湿排粉煤灰松散干密度为0.85 g/cm3,管道输送性能良好,渗透系数为8.52×10-4,脱滤水较困难,单位沉降量与压力关系曲线比较平缓,凝固后沉缩率较低,含有一定量的活性SiO2和Al2O3成分,具有一定的胶凝特性。当m(水泥)∶m(粉煤灰)=1∶8~1∶10、质量分数为62%~65%时,初凝时间180 min,28 d强度大于1 MPa,现场工业试验历时45 min,充填质量分数稳定在60%~64.5%,充填系统运行平稳,初期强度达到工业要求。湿灰作为似膏体充填骨料在华泰矿业首次得到成功应用,充填材料成本为50~57元/t。     

黏土胶结充填浆体管道输送特性试验与数值模拟研究北大核心CSCD

黏土可作为骨料用于矿山胶结充填,浆体的管道输送特性对充填工艺影响很大。利用自溜型浆体管道输送试验系统对体积分数为50%的黏土浆体进行输送试验,在充填倍线为1∶4.89的情况下,黏土浆体在管道中输送良好。对试验系统出浆口处水平管道浆体输送特性进行数值模拟。结果表明,黏土浆体在管道断面流速分布不均匀,层流边界中法向速度梯度大,流速较小时,体积分数分布不均,颗粒易在管道底部堆积,随流速增加,黏土颗粒在管道中均匀分布。黏土颗粒粒度和密度对管道输送基本没有影响,临界速度随着黏土颗粒粒度、密度增大而增大,临界流速与浆体体积分数呈抛物线曲线关系。黏土胶结充填过程中应筛除其中混杂的颗粒粒度和密度较大的杂质,黏土浆体输送速度、体积分数应尽量避开临界速度与体积分数抛物线顶部区域。     

基于GA-ELM浆体管道输送临界流速预测模型研究

针对浆体管道输送临界流速预测难度大、精确度低等技术难题,提出了基于极限学习机(ELM)的临界流速预测模型,用训练集对模型进行训练,以验证集预测值的均方误差作为适应度函数,利用遗传算法(GA)对ELM模型参数进行优化,应用优化得到的ELM模型对预测集进行预测。以某矿山为例,模型参数优化结果如下:隐含层节点数L为400,输入权值ai、偏置向量bi最优组合下预测结果适应度为0.0201。采用优化的ELM模型对预测集进行预测,预测结果的最大相对误差x=3.96%,平均相对误差y=1.58%,对比BP神经网络(x=12.95%)和SVM模型(x=3.19%),表明ELM模型更加精确、高效。     

热电厂炉渣作为煤矿膏体充填材料的配比试验研究

为了寻求既满足充填工艺要求又能够降低成本的新型充填材料,通过一系列试验,研究了热电厂粉煤灰/炉渣比例、膏体质量浓度和水泥含量等因素对膏体充填材料性能的影响规律,据此确定了材料最优配比。结果表明:随着粉煤灰/炉渣比例的增加,坍落度、扩展度和充填体强度均呈现先较大幅度增加然后又缓慢减小的变化趋势,料浆泌水率呈近似负指数规律降低;随着质量浓度的增加,坍落度、扩展度及泌水率均随之显著变小,充填体强度近线性增大;随着水泥含量的增加充填体强度随之显著增大,坍落度、扩展度和泌水率均呈现缓慢减小的变化趋势;材料的最优配比为粉煤灰、炉渣和水泥的质量比为 20∶48∶6,质量浓度为 74%,此时料浆流动性和充填体强度完全符合充填开采基本要求。     

硫酸盐腐蚀作用下膏体充填材料蠕变特性研究

为研究硫酸盐腐蚀后膏体充填材料的蠕变特性,采用饱和的Na2SO4溶液对充填体进行腐蚀试验,并对各个腐蚀时间不同的充填体采用TAW2000型岩石三轴试验机进行三轴蠕变试验。根据试验数据建立膏体充填材料的蠕变本构模型,将一个应变触发的非线性粘壶串联到Burgers模型上,建立满足充填体蠕变特性的改进Burgers模型,并推导其一维和三维蠕变本构方程。研究结果表明:在硫酸盐腐蚀作用下,充填体的蠕变变形在腐蚀6d时出现了一定的减少,但随着腐蚀时间的推移蠕变变形明显加大,在应力较大时出现了加速蠕变并导致试件破坏,硫酸盐腐蚀作用严重影响了充填效果;建立的改进的Burgers模型与试验数据基本吻合,能够反映腐蚀后充填体蠕变规律。     

火电厂粉煤灰力学特性试验研究

为了解粉煤灰的工程特性及其力学性质,采用了颗粒分析试验、密度试验、击实试验和压实渗透试验,研究了某电厂粉煤灰颗粒的大小分布规律、干密度与含水率规律、压缩与渗透特性。试验结果表明:粉煤灰的颗粒分布不均匀,粒度偏粗;粉煤灰的干密度越小,渗透系数越大;击实密度对粉煤灰的含水量影响不大;较大的压实度使得粉煤灰颗粒变得更加密实、孔隙比变得更小,导致粉煤灰的渗透系数呈减小趋势。     

基于实现高强度充填体要求的全尾砂膏体配比试验研究

为了解决分级尾砂作为充填骨料存在的尾砂产率低、采场滤水严重、充填成本高等问题,以某典型矿山为背景,结合膏体充填的特性,分析了该矿充填存在的主要问题,总结并提出了改用全尾砂膏体充填的必要性,开展了全尾砂充填性能评价基础试验以及室内全尾砂膏体正交配比试验研究。研究结果表明:该矿全尾砂粒度适中偏粗,适合选用全尾砂膏体充填,全尾砂膏体充填体强度与分级尾砂充填体强度相当,选用该矿原有灰砂配比1∶4和1∶8即可达到下向充填法开采所需高强度充填体要求,对采用分级尾砂充填拟改为全尾砂膏体充填的矿山具有一定参考价值。     

粉煤灰和纤维陶粒重金属浸出特性研究

以粉煤灰、作物秸秆、外加药剂为试验材料经多重工序制得秸秆-粉煤灰纤维陶粒(简称"纤维陶粒"),为考察其作为水处理滤料的安全性,以原灰作对比,测定了粉煤灰及纤维陶粒中8种重金属(Hg、As、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、Ni)质量比,并通过浸出试验分析其浸出特性。结果表明,纤维陶粒中8种重金属质量比均低于原灰,二者重金属质量比从大到小顺序均为Ni、Cr、Cu、Pb、Zn、As、Cd、Hg。除Zn外,原灰重金属浸出量随浸出时间总体呈增加趋势,浸出量从大到小依次为Pb、Ni、Cu、Zn、Cr、As、Cd、Hg;纤维陶粒重金属浸出量随浸出时间整体呈增大趋势,浸出量从大到小依次为Pb、Ni、Cd、Cu、Zn、Cr、As、Hg,与原灰相比增加量减少。纤维陶粒浸出液中各重金属浸出量均低于原灰,Hg、As、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、Ni平均浸出量分别占原灰的56.14%、55.92%、86.17%、64.17%、47.50%、99.51%、40.74%、58.93%。原灰重金属最大浸出率从大到小为Hg、Cd、Pb、As、Zn、Ni、Cu、Cr;纤维陶粒重金属最大浸出率从大到小为Hg、Cd、Pb、As、Ni、Zn、Cu、Cr,Hg和Cr分别为最易和最难浸出重金属。与原灰相比,纤维陶粒中8种重金属质量比、重金属浸出量和最大浸出率均有所降低,能在一定程度上减少重金属向水溶液中的浸出,提高了其作为水处理滤料的安全性。     

高水速凝材料浆体流变特性研究

高水速材料是一种新型无机材料，其体积比合水率达９０％，称为“点水成石”。高水材料加水制成净浆可用于煤矿巷旁充填和灌注：高水材料具有不同于水泥的团结特性，可团结粘土、污泥和矿山尾砂等工业废料，高水材料与上述骨料加水后制成砂浆，输送浓度为６０～７５％，具有良好的流动性和输送性。在此重点介绍高水材料浆体的流变特性研究的成果，包括高水材料浆体的类型、流变特性、屈服应力、结构粘度与浆体浓度的关系，以及高水材料浆体的输送特性和管道阻力的计算公式，以便更好的推广和广泛使用。     

粉煤灰吸附处理含铬废水的研究

研究了粉煤灰吸附处理实验室模拟含铬废水 . 实验结果表明 : 废水 pH 值为 2.00～3.74、粉煤灰用量为2 g、吸附平衡时间 80 min时,铬去除率可达98%以上;吸附符合Freundlich等温模式,吸附等温方程式为 logq=1.568 9-0.146 4 logc,以物理吸附为主;穿透体积为90 mL.利用粉煤灰吸附处理含铬废水,具有处理效果好,操作简单,运行费用低等优点.     

粉煤灰处理阴离子表面活性剂废水及机理研究

采用粉煤灰作为吸附混凝剂,研究了粉煤灰对阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)模拟废水的去除效果及机理.结果表明,粉煤灰投加量和pH值对去除效果有较大影响;在200 mL 50 mg/L的SDS溶液中,调节pH值为13,加入70 g粉煤灰,搅拌20min时,SDS的去除率为83.3％.粉煤灰对SDS的吸附符合Freundlich吸附等温式.     

粉煤灰对水中酸性品红的吸附研究

以粉煤灰为吸附剂,研究了粉煤灰对酸性品红的吸附效果。选取了粒径、投加量、温度、时间、转速、染料浓度6个因素进行单因素实验,研究了各个因素对粉煤灰的影响,研究表明,粉煤灰对酸性品红的吸附效果很好,最高去除率可达99.63%;并且从热力学和动力学两方面对粉煤灰吸附酸性品红的过程进行拟合,结果表明,粉煤灰对酸性品红吸附的热力学过程比较符合模型Langmuir EXT1,动力学过程比较符合准一级吸附动力学方程Box Lucas1。     

垃圾焚烧飞灰处理处置研究进展

针对作为危险废物的垃圾焚烧飞灰,介绍了近年来国内外对其进行处理处置的研究情况.飞灰的固化/稳定化处理主要从水泥(沥青)固化、熔融固化及化学药剂固化几方面进行论述,飞灰中重金属的提取主要从酸碱浸提、生物浸提、螯合剂浸提及电渗析法提取几方面进行论述.     

粉煤灰-煤矸石基胶结充填材料制备与性能研究

为了解决我国煤矿采空区地表沉陷以及"三下"压煤资源浪费的问题,提出以粉煤灰-水泥熟料-脱硫石膏复合胶凝材料为胶结材,原状粉煤灰为细骨料,破碎后的煤矸石为粗骨料制备新型煤矿开采胶结充填材料。依据正交试验结果和各因素影响规律趋势图,确定充填材料的优化配合比。研究结果表明,适当增大水泥熟料掺量可缩短材料初凝时间,减小水胶比能使材料强度显著提高,而材料坍落度可通过选取适宜的浆体中的固体质量分数和灰矸比来有效调节,当胶凝材料中水泥含量为15%,脱硫石膏含量为8%,水胶比为2,灰矸比为2∶3,浆体中的固体质量分数为70%时,充填材料性能可达到最佳。通过试验优选材料各项参数,工业废弃物可以用来制备高质量的胶结充填材料。     

粉煤灰混凝土生命周期评价初步研究

采用生命周期评价(LCA)方法评价了掺不同等级不同含量粉煤灰混凝土的环境影响.研究表明,粉煤灰的掺入可以有效减少混凝土生产过程中的煤耗、CO2、NOX、SO2以及废弃物的排放,但并不能有效减少CO、CXHY排放量.因此可认为粉煤灰混凝土是一种很好的生态材料.     

改性粉煤灰对废水色度的吸附研究

对粉煤灰进行水合碱改性和酸改性,合成改性粉煤灰。比较不同改性粉煤灰的氮BET比表面积和孔径大小;通过线性回归分析考察色度吸附容量与改性粉煤灰的比表面积、孔径的相关性;考察溶液pH值对色度的吸附性能的影响。实验结果表明,水合碱改性(熟石灰与粉煤灰质量比为1.5∶1)再硫酸(0.10 mol/L)改性粉煤灰对色度的吸附容量为lg[(c0-c)/c]=0.67;溶液pH值在3.5～6.5之间色度吸附效率最佳;回归分析出吸附剂的吸附容量和比表面积、孔径分布显著相关,比表面积越大,孔径越小,吸附性能越高。     

基于地聚合反应的生活垃圾焚烧飞灰资源化利用实验研究

为了实现对城市生活垃圾焚烧飞灰的资源化利用,本实验以城市生活垃圾焚烧飞灰为原材料,通过碱激发法制备出力学性能优异的地聚合物固化体.当碱激发剂的模数为1.0,垃圾焚烧飞灰含量为60％,碱激发剂和固体质量比为1:1.2时垃圾焚烧飞灰基地聚合物的抗压强度最佳.XRD分析结果表明所制备的地聚合物中存在少量碳酸钙和沸石结晶相,S...     

粉煤灰预处理生物流化床技术处理有机废水的研究

通过大量试验和相关工程体会得出：有机废水在进入较低污泥浓度的生物流化床之前,通过粉煤灰的预处理,再配以高效射流曝气器,能有较好的处理效果。