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。     

采掘过程中沿空留巷围岩应力演化规律研究

沿空留巷符合绿色采矿的发展方向,已有研究对其应力分布与动态演化规律方面研究尚不够深入,导致留巷技术难以推广应用。运用FLAC3D数值模拟计算和现场实测相结合的方法,系统研究了薄直接顶、厚直接顶和无直接顶3种典型顶板条件下巷道掘进、采动留巷及稳定过程中围岩应力发展演化规律,分析了充填区域的顶板承载特性对围岩应力分布的影响。结果表明,巷道掘进阶段,无论是超前支承应力,还是迎头支承应力和滞后支承应力,都是厚直接顶最高,其次为薄直接顶,无直接顶最低。采动应力调整阶段,随直接顶厚度减小支承应力集中系数逐渐增大,同时,随直接顶厚度减小支承应力极值位置逐渐远离工作面。     

高速公路路基下采空区充填效果试验研究

为了经济高效地治理高速公路下覆采空区,实现路面行车安全,建立某段高速公路下覆采空巷道的物理力学模型,确立正交试验方案,从充填体、充填率、充填数量三个因素及各因素三个水平出发,利用FLAC3D进行9次试验,借助极差和方差分析,确定出各因素显著性影响顺序和最优化充填方案。结果表明:最优化充填后路面沉降值和水平变形值是所有试验中最小的,充填治理效果显著,验证了最优化充填方案的正确性。     

Electrocatalytic debromination of BDE-47 at palladized graphene electrode

Graphene electrodes （Ti/Gr） were prepared by depositing Gr sheets on Ti substrate, followed by an annealing process for enhancing the adhesion strength. Electrochemical impedance spectroscopies and X-ray dif- fraction patterns displayed that the electrochemical behavior of Ti/Gr electrodes can be improved due to the generation of TiO2 layer at Ti-Gr interface during the annealing process. The palladized Gr electrodes （Ti/Gr/Pd） were prepared by electrochemical depositing Pd nanoparticles on Gr sheets. The debromination ability of Ti/Gr/Pd electrodes was investigated using BDE-47 as a target pollutant with various bias potentials. The results indicated that the BDE-47 degradation rates on Ti/Gr/Pd electrodes increased with the negative bias potentials from 0V to -0.5 V （vs. SCE）. Almost all of the BDE-47 was removed in the debromination reaction on the Ti/Gr/Pd electrode at - 0.5 V for 3 h, and the main product was diphenyl ethers, meaning it is promising to debrominate completely using the Ti/Gr/Pd electrode. Although the debromination rate was slightly slower at -0.3 V than that under -0.5 V, the current efficiency at -0.3 V was higher, because the electrical current acted mostly on BDE-47 rather than on water.     

渭河断裂东段中更新世晚期以来活动速率

综合地形、断裂遥感解译以及钻孔联合剖面,考虑到渭河断裂东段在金家庄、东耳村一带存在一个左阶斜裂区,阶区宽约1 km,将断裂分为杨家村-金家庄段和东耳村-张家湾段,均为同生正断层,全新世有活动。使用研究区的十一条钻孔联合剖面,结合典型断错地层光释光年龄,建立了渭河断裂东段中更新世晚期以来的断裂活动速率曲线。结果显示杨家村-金家庄段全新世活动速率为0.04 mm/a,晚更新世活动速率在0.16~0.40 mm/a之间,中更新世平均活动速率在0.24~0.30 mm/a之间;东耳村-张家湾段全新世平均活动速率为0.12 mm/a,晚更新世活动速率在0.11~0.23 mm/a之间,中更新世平均活动速率在0.19~0.24 mm/a之间。通过与渭河断裂东部地区晚更新世以来的沉积速率曲线对比,在较长时间段里,地层沉积速率大于断裂活动速率,反映了渭河断裂垂向差异运动较弱,以至于隐伏于渭河阶地之下。     

朱仙庄矿提升科技保障安全

本刊讯2012年2月2日,安徽淮北矿业集团朱仙庄矿针对煤矿充填开采、大倾角开采、悬移支架放顶煤、顶分层综采、火成岩下安全开采等技术难题展开科研攻关,开展综采面安全高效过断层、掘进迎头超前支护工艺、自动化控制技术研究,使矿井科技含量不断提升,保障了煤矿的生产安全。图为该矿职工对一套即将服役的新型综采支架进行调试。（王道玉）     

基于接触带稳定性的回采顺序优化分析

为了确保无底柱分段崩落法和充填法接触带的稳定性,需要选择合理的充填法和2种采矿方法并存下的最优回采顺序。为此,将2种采矿方法接触带简化为简支梁加弹簧约束的力学模型进行切应力和挠度的计算,定量分析接触带的应力变形情况。同时利用数值模拟软件,选择程潮铁矿典型剖面进行模拟,在接触带设置系列监测点,通过主应变值评判回采顺序。模拟试验结果表明:上向水平分层充填法适合保安矿柱的开采。2种采矿方法作用下5种回采顺序的模拟比较,方案a的C5→B1→C4→B2→C3→B3→C2→C1回采顺序更利于2种采矿方法接触带的稳定,说明错开协调的回采方案更优。     

矿用无机固化泡沫充填材料研究及应用

针对井下堵漏风和密闭墙构建时存在的劳动强度大,密封效果差等缺点,研制了一种无机固化泡沫充填材料,通过大量的实验研究了泡沫掺量、水灰比和胶凝剂对材料性能的影响,并对其进行了现场应用。研究结果表明:泡沫掺量的增加和水灰比的增大均能使初凝时间增加,硫铝酸盐水泥充填材料的初凝时间是普通水泥充填材料的31%～44%;抗压强度随泡沫掺量增加而明显降低,硫铝酸盐水泥为胶凝剂时的充填材料抗压强度较大;泡沫掺量为1,2,3倍时的材料密度是未添加泡沫时的40%～46%,23%～33%和18%～24%,可以显著降低劳动强度;硫铝酸盐充填材料在内部孔结构方面优于普通水泥充填材料。研究成果可用于确定最佳的无机固化泡沫充填材料配方,现场应用表明材料密封效果和抗压强度好,具有广阔的应用空间。     

球阀处硫颗粒运移沉降规律数值模拟研究

元素硫在集输管道中沉积会引起堵塞和腐蚀问题,球阀处是集输管道中较易出现大量硫沉积的部位之一。为此,采用数值模拟的方法研究高含硫天然气中析出的硫颗粒在球阀处的运移沉降规律,选用雷诺应力模型模拟球阀处的流场,选用Lagrange颗粒轨道模型追踪硫颗粒在球阀处的运动轨迹,探讨影响硫颗粒在球阀处沉积的因素。结果表明:气流进入球阀内将会出现压力损失和流动分离,气流进口速度和球阀开度会对流场产生影响;硫颗粒在球阀处的沉积率随气流流速和颗粒直径的增大而增大,随球阀开度的增大而减小;重力和离心力是造成硫颗粒在球阀处出现大量沉积的重要原因。     

残采区多形态废巷注浆综合治理技术

针对海天煤业井田范围内存在大量废巷问题,通过现场调研、钻孔窥视、理论分析等方法研究了废巷的存在形式,依据废巷的特点将其归纳为完整型与冒落型两种形式。基于此研究了治理方案,提出针对完整型废巷的地面建站注浆充填工艺与针对冒落型废巷的井下移动式注浆加固工艺,并分别提出与之相适应的注浆材料,即粉煤灰基材料与新型双液材料。工程实践表明:地面建站充填工艺治理完整型废巷效果较好,系统制浆能力可达60 m3/h,并能够实现自动化控制。井下移动式治理工艺对于冒落型废巷具有较强的适应性,可以解决冒落区的成孔难与漏浆问题。通过对以上两种类型废巷注浆治理后,工作面推进均较为顺利,没有出现影响工作面正常生产的顶板、瓦斯问题。