检索结果-南通市图书馆

石粉含量对机制砂混凝土拌合性能及力学性能的影响

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混凝土 2024年

作者：陈峰宾刘济广焦华喆杨柳华牛豪爽申宏栋徐雨焦作千业新材料有限公司河南理工大学土木工程学院焦作煤业集团赵固(新乡)能源有限责任公司

随着基础建设的大力发展，天然砂的存量存在供不应求的现象，随着环境友好型等可持续发展观念的提出，机制砂在当前环境下逐步占据主导地位。但因机制砂的生产工艺所限，相对于天然砂，机制砂的石粉含量较高，会影响混凝土的力学性能。... 详细信息

随着基础建设的大力发展，天然砂的存量存在供不应求的现象，随着环境友好型等可持续发展观念的提出，机制砂在当前环境下逐步占据主导地位。但因机制砂的生产工艺所限，相对于天然砂，机制砂的石粉含量较高，会影响混凝土的力学性能。采用单因素变量试验，采用不同石粉含量的机制砂替代天然砂，研究石粉含量对机制砂混凝土的拌合性能与力学性能的影响，讨论了C20强度等级混凝土的最佳石粉含量。试验结果表明：当石粉含量为10%～15%，可以显著提高混凝土的拌合性能，减小离析泌水，增强黏聚性，降低骨料间的摩擦力。石粉可以填充混凝土中的孔隙，完善机制砂混凝土的整体级配，改善其工作性能，有利于提高机制砂混凝土的力学强度，28d单轴抗压强度可达41.6MPa，抗折强度达9.4MPa，抗拉强度达3.7MPa。

关键词：石粉机制砂混凝土拌合性能力学性能

充填料浆中气泡作用机理及其流变特性演变规律

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煤炭学报 2024年第4期49卷 1894-1905页

作者：杨柳华李金仓尹升华焦华喆陈新明寇云鹏王增加贾恒伟河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 河南省地下工程与灾变防控重点实验室河南焦作454000 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 山东黄金集团有限公司充填工程实验室山东莱州261441

充填料浆是由固-液-气三相组成的悬浮体,长期以来有关充填料浆研究重点多是固-液两相的流变特性,而气相因素对于具有复杂流变特性的料浆影响却鲜有报道。气相成分可以显著降低充填浆体的屈服应力、黏度,对于改善管道输送性能、降低管道... 详细信息

充填料浆是由固-液-气三相组成的悬浮体,长期以来有关充填料浆研究重点多是固-液两相的流变特性,而气相因素对于具有复杂流变特性的料浆影响却鲜有报道。气相成分可以显著降低充填浆体的屈服应力、黏度,对于改善管道输送性能、降低管道磨损等方面具有显著优越性。首先,通过控制引气剂(TTAB)掺量调节料浆含气量,并测定充填料浆表面张力、空气体积分数、流变性能等参数,探寻料浆中气泡对其流变性能的影响规律。其次,引入毛细管力(F_(cay))、无量纲屈服应力(τ_(ref)/τy)气泡演变模型来分析料浆内气泡演变特征,以期探明气泡对料浆流变特性的作用机理。结果表明,当充填料浆含气量较低时(<12.5%),气相因素对悬浮体料浆流变特性影响甚微,而伴随含气量增加气泡对充填料浆流变特性的影响愈发显著。引气剂作用下气泡表面对料浆内细颗粒体产生斥力,降低了水泥、固废(尾砂)等细颗粒的吸附力,导致料浆屈服应力表现为递减趋势,其流动性呈现增强趋势。基于毛细管力(F_(cay))与无量纲屈服应力(τ_(ref)/τ_(y))理论分析了充填料浆不同含气量下流变特性演变机制,当含气量增加(12.5%~27.7%),料浆的表面张力、屈服应力降低,气泡挤压变形;高含气量下(接近28.6%),料浆内气泡极易破裂。另外,气泡滞留充填体内部导致强度劣化,为此就气泡对充填体力学性能影响及其解决措施开展了探索,并提出了3点有效措施。通过揭示气泡对于充填料浆流变特性影响与其演变特征规律,为高泡充填减阻减磨技术发展提供理论支撑。

关键词：流变特性料浆含气量毛细管力无量纲屈服应力气泡演变特征

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石墨尾矿制备免烧仿石砖工艺与性能研究

有色金属（矿山部分） 2024年第5期76卷 111-117,134页

作者：申宏栋陈曦焦华喆焦作千业新材料有限公司河南焦作454150 河南理工大学河南焦作454003

目的:研究石墨尾矿制备仿石砖的工艺和性能。方法:通过扫描电子显微镜和力学性能测试等手段对制备的免烧仿石砖进行了表征和评估。结果:研究表明,采用压制成型法利用石墨尾矿制备免烧砖,最佳的石墨尾矿掺混比为50%,陈化时间为21 d,此时... 详细信息

目的:研究石墨尾矿制备仿石砖的工艺和性能。方法:通过扫描电子显微镜和力学性能测试等手段对制备的免烧仿石砖进行了表征和评估。结果:研究表明,采用压制成型法利用石墨尾矿制备免烧砖,最佳的石墨尾矿掺混比为50%,陈化时间为21 d,此时免烧砖抗压强度35.53 MPa,吸水率为4.22%,均达到产品要求的标准。结论:通过SEM观察,制备的仿石砖表面平整,无明显的孔隙和裂缝。力学性能测试表明,仿石砖具有较好的抗压强度和耐磨性。意义:利用石墨尾矿制备免烧砖在技术上是可行的,对环境保护和资源回收具有重要意义。

关键词：石墨尾矿仿石砖抗压强度吸水率 SEM

黄河流域煤炭开发区地下水污染成因分析及防治建议

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中国地质 2024年第1期51卷 143-156页

作者：焦华喆陈曦张铁岗杨柳华陈新明 HONAKER Rick 马俊伟余洋河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000 Mining Engineering Faculty University of KentuckyMassachusetts Lexington 40506America 中铝郑州有色金属研究院有限公司河南郑州450041 中国地质环境监测院北京100081 自然资源部矿山生态效应与系统修复重点实验室北京100081

[研究目的]黄河流域内由于煤炭资源开发导致地下水污染严重,从整体角度对流域内重点煤炭开发区地下水进行归纳总结,为其可持续健康发展和地下水资源改善提供防治建议。[研究方法]从黄河流域战略地位出发,对地下水污染成因和污染模式进... 详细信息

[研究目的]黄河流域内由于煤炭资源开发导致地下水污染严重,从整体角度对流域内重点煤炭开发区地下水进行归纳总结,为其可持续健康发展和地下水资源改善提供防治建议。[研究方法]从黄河流域战略地位出发,对地下水污染成因和污染模式进行归纳总结。采用改进后的综合水质指数法对流域内九大煤炭基地的地下水进行水质评价。选用主成分分析法赋权指标,并引入改进的内梅罗污染指数法,按照WPI分级法进行评价。[研究结果]通过对黄河流域各重点断面水质评价,得到目前流域内煤炭基地水质结果中Ⅲ、Ⅳ类占比较多,水质较差。分析成因当前流域内存在高矿化度矿井水、酸性矿井水和含特殊组分矿井水污染,同时阐述污染地下水形成的浅层和深层两种污染模式。[结论]对3种矿井水采用相应防治方法,并提出膏体充填技术和微生物修复技术2种防治技术建议,通过应用实际矿山为例,印证污染防治技术能够改善由煤炭开采引发的流域内地下水污染严重的问题,以期研究结果能够对成功推动中国绿色矿山的快速发展具有参考意义。

关键词：地下水煤炭开采水质评价水文地质调查工程矿产勘查工程黄河流域

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加卸载花岗岩强度与岩爆倾向性试验研究

采矿与岩层控制工程学报 2024年第3期6卷 43-52页

作者：王云飞宋梦怡焦华喆王立平郑晓娟李志超河南理工大学土木工程学院河南焦作454003 河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454003 焦作师范高等专科学校河南焦作454000

为了进一步提高硬性花岗岩岩爆倾向性预测水平,系统开展了花岗岩巴西劈裂、单/三轴和不同卸围压速率应力路径下的岩石力学试验,详细分析了花岗岩强度和岩爆倾向性特征。研究结果表明:花岗岩在主应力σ_(3)–σ_(1)平面内,不同应力路径... 详细信息

为了进一步提高硬性花岗岩岩爆倾向性预测水平,系统开展了花岗岩巴西劈裂、单/三轴和不同卸围压速率应力路径下的岩石力学试验,详细分析了花岗岩强度和岩爆倾向性特征。研究结果表明:花岗岩在主应力σ_(3)–σ_(1)平面内,不同应力路径下的强度受围压和卸围压速率影响显著,呈带状分布;在τ_(oct)–(σ_(1)+σ_(3))/2平面内,不同加卸载应力路径下的强度都呈良好的线性特征。据此建立了花岗岩八面体强度计算通式,可统一表达不同加卸载应力路径;针对花岗岩硬岩的压密和屈服特性不明显,弹性特性显著的特征,提出了简化剩余弹性能指数岩爆分级法;并依据花岗岩试验岩样破坏形态和破坏声学特征,对已有花岗岩岩爆等级进行了细分。揭示了在相同初始围压下,卸围压速率越大,简化剩余弹性能指数越大,岩爆倾向性越强;相同卸围压速率下,初始围压越大,简化剩余弹性能指数也越大,岩爆倾向性也越强。研究成果可为更科学合理的评估花岗岩岩爆倾向性提供理论参考。

关键词：花岗岩应力路径岩爆破坏特征卸围压强度

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矿井深部高应力软岩巷道修复技术研究与应用

中国科技成果 2024年第4期25卷 38-40页

作者：申宏栋焦华喆陈新明张小卫何宏伟焦作千业新材料有限公司河南焦作4540003 河南理工大学河南焦作454003

针对平煤六矿-590m水平运输平巷(联络巷)及周围巷道围岩性差、强度低,原支护已经无法承担支护作用的问题,提出了采场覆岩远场及近场压力拱的概念,揭示了采动影响下应力重分布及能量转移规律,研发了新型高强防漏注浆材料和专用注浆泵,形... 详细信息

针对平煤六矿-590m水平运输平巷(联络巷)及周围巷道围岩性差、强度低,原支护已经无法承担支护作用的问题,提出了采场覆岩远场及近场压力拱的概念,揭示了采动影响下应力重分布及能量转移规律,研发了新型高强防漏注浆材料和专用注浆泵,形成了“一次支护锚网喷+U型钢喷射混凝土+围岩注浆加固”一体化四维耦合支护技术。

关键词：软岩巷道:注浆锚网修复技术支护技术

基于CT扫描的矿山充填材料深度脱水细观机理研究

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矿产保护与利用 2024年第2期44卷 22-31页

作者：张力友张伊辉焦华喆王金星杨涵郑州煤炭工业(集团)有限责任公司河南郑州450000 河南理工大学土木工程学院河南焦作454003 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454003

针对全尾砂浓密脱水困难、底流质量浓度低的问题,开展了基于压缩床层不同高度处料浆絮团细观结构深度浓密脱水研究。通过对全尾砂进行动态浓密实验获取压缩床层料浆样品,借助SEM及高精度CT扫描设备,对获取的絮团结构进行扫描及三维重构... 详细信息

针对全尾砂浓密脱水困难、底流质量浓度低的问题,开展了基于压缩床层不同高度处料浆絮团细观结构深度浓密脱水研究。通过对全尾砂进行动态浓密实验获取压缩床层料浆样品,借助SEM及高精度CT扫描设备,对获取的絮团结构进行扫描及三维重构处理分析沿压缩床层方向孔隙结构变化规律。结果表明:沿着床层向下,五组料浆内部孔隙平均半径分别为9.58μm、9.23μm、8.76μm、8.63μm及8.31μm。床层顶部料浆质量浓度为59.4%,絮团呈现松散无规则状,底部料浆质量浓度为62.1%,絮团呈现致密规则状。对比顶部和底部料浆,孔隙率下降3.7个百分点,连通孔隙比下降了35.53%,孔隙平均配位数减小了22.73%,孔隙连通性大大降低。本文从细观角度定量表征了微观孔隙结构特征,为矿山充填材料进一步脱水提供理论依据。

关键词：全尾砂压缩床层絮团结构 CT扫描孔隙率

基于压滤效应影响的废弃石粉-黏土浆液性能研究

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材料导报 2024年

作者：陈新明陈姣姣刘晓辉焦华喆杨志杨柳华河南理工大学土木工程学院河南理工大学河南省矿产资源绿色高效开采与综合利用重点实验室煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心华北科技学院安全工程学院北京科技大学土木与资源工程学院

利用一种灌浆材料压滤效应模拟装置（FSD），开展对考虑灌浆压力、浆体流变、黏土灰分、浆液浓度和废弃石粉粒度组成（FSD影响因素）的浆液性能研究。进而结合FTIR、TG-DTG、SEM、EDS、AFM、ICP-AES和IC微观表征手段，解释性能发展机理... 详细信息

利用一种灌浆材料压滤效应模拟装置（FSD），开展对考虑灌浆压力、浆体流变、黏土灰分、浆液浓度和废弃石粉粒度组成（FSD影响因素）的浆液性能研究。进而结合FTIR、TG-DTG、SEM、EDS、AFM、ICP-AES和IC微观表征手段，解释性能发展机理。压滤效应影响后，浆液碱性环境变强，活性颗粒数量增多，CaCO3与黏粒晶体之间充分团聚，结晶程度增加。阳离子交换容量升高，钙硅铝基相和硅铝酸盐集合体生成量增加。基体颗粒间表面水撑开晶层，塑性粘度和屈服应力被降低。游离氧化钙减少，浆液硬化后固结收缩率均小于1%。水灰比减少，浆液灌入裂隙固结成模和间歇总时间缩短。单位体积内，团簇状聚合体结构物分散空间被压缩，Al3+和Ca2+的溶出率降低。在煤矿灌浆行业中使用废弃石粉和黏土，不仅可以降低项目成本，还可以减少水土流失和土污染。由于研究出了最佳的浆液配比和灌浆压力，试验结果表明，浆液灌浆性能良好，可被考虑用于矿区岩溶裂隙带形式的充填。

关键词：废弃石粉黏土浆液压滤效应灌浆性能发展机理

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白砂岩卸围压强度与损伤破坏特征

煤炭学报 2020年第8期45卷 2787-2794页

作者：王云飞焦华喆李震宿辉河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 河北工程大学水利水电学院河北邯郸056002

为了探讨白砂岩卸围压强度变形特征,利用RMT岩石力学试验系统进行了常规三轴、恒轴压卸围压应力路径试验,分析了白砂岩卸围压强度、变形、稳定时间和损伤破坏特征。获得以下主要结论:相同初始围压下,卸围压速率越大,屈服段越小,相同卸... 详细信息

为了探讨白砂岩卸围压强度变形特征,利用RMT岩石力学试验系统进行了常规三轴、恒轴压卸围压应力路径试验,分析了白砂岩卸围压强度、变形、稳定时间和损伤破坏特征。获得以下主要结论:相同初始围压下,卸围压速率越大,屈服段越小,相同卸围压速率下初始围压越大屈服特性越明显;相同初始围压下,随着卸围压速率的减小,白砂岩破坏时的轴向变形增大,表明脆性减弱而延性增强,破坏时的内部损伤越严重;随着卸围压速率的减小,同一初始围压下破坏时围压增加,围压降减小而围压比增大;初始围压越大白砂岩稳定时间越长,但随着卸围压速率的增大稳定时间迅速减小,卸围压速率达到1 MPa/s时,初始围压对稳定时间的影响已很小,不同初始围压下单位围压稳定时间的减小规律基本一致,且受初始围压影响甚微;卸围压应力路径对白砂岩的黏聚力有弱化效应,而对内摩擦角有强化作用,卸围压速率越大内摩擦角越大,黏聚力越小;利用八面体剪应力,基于Mogi-Coulomb强度准则获得了白砂岩强度判别通式;卸围压应力过程中声发射振铃计数一直处于较低水平,在破坏之前没有渐进增长的变化过程,且最大声发射出现在应力峰值处,可知卸围压过程中岩样内部损伤发展缓慢,损伤的快速发展形成主控破裂面主要出现在峰值处,且破坏之前没有声发射渐增先兆,破坏突然;白砂岩发生典型单一破裂面的剪切破坏,且随着卸围压速率的增大,破裂角整体呈增大趋势。

关键词：白砂岩卸围压速率强度变形破坏特征