风积沙工程特性及其在采空区治理中的应用研究_陈益民.pdf
《风积沙工程特性及其在采空区治理中的应用研究_陈益民.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《风积沙工程特性及其在采空区治理中的应用研究_陈益民.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2023 年 2 月Feb.,2023doi:10.3969/j.issn.1672-9943.2023.01.023风积沙工程特性及其在采空区治理中的应用研究陈益民(徐州中矿岩土技术股份有限公司,江苏 徐州 221100)摘要 以陕西省神木市孙家岔镇燕家塔工业园区某项目场地内的风积沙为研究对象,通过室内试验研究和理论分析,研究了风积沙的物理特性、力学特性;通过风积沙轻型击实试验,研究了风积沙的击实特性和击实机理;通过水泥、粉煤灰、风积沙的配比试验,研究了风积沙试块的强度。研究表明,风积沙是满足采空区治理使用要求的一种良好的填充材料,可以降低采空区治理成本。同时也指出了使用风积沙这一采空区治理
2、填充材料应该注意的问题。关键词 采空区治理;风积沙;矿物组成;试块抗压强度中图分类号TU441.4文献标识码B文章编号1672-9943(2023)01-0074-040引言近年来,国内对采空区治理的方法主要是以注浆充填为主,而注浆材料又以水泥粉煤灰浆液为主。随着社会经济建设的发展,粉煤灰得到了广泛地应用,从曾经的固体废弃物变成了经济价值较高的可利用物资,其价格不断上涨;同时低标号的水泥不断被禁止使用,水泥的价格也不断提高,使用这 2 种材料作为主要充填材料的采空区治理成本也不断提高。如何找到成本低廉且能满足治理效果的掺和料,成为大体积采空区治理工程亟待解决的问题。目前,榆林地区煤矿采空区治理
3、施工中风积沙作为填充材料得到了广泛地应用。榆林神木地区分布大量风积沙,利用风积沙作为充填材料可以大幅度地降低采空区治理成本,减少对环境的破坏。1风积沙的基本特性试验1.1风积沙粒度成分对取自神木市孙家岔镇燕家塔工业园区某项目场地内的风积沙沙样进行了筛分试验1,试验结果如图 1、2 及表 1 所示。图 11 号土样颗粒级配曲线图 22 号土样颗粒级配曲线表 1颗粒组成百分比粒径/mm20.50.50.250.250.0750.0750.0500.0500.0100.0100.0050.0050.0020.0021 号土样含量/%0.8039.2057.300.200.000.001.401.00
4、2 号土样含量/%1.2040.5055.600.500.000.001.301.10小于某粒径百分数/%1009080706050403020100小于某粒径百分数/%1009080706050403020100粒径/mm200100 60 402010520.50.10.050.01 0.0050.001粒径/mm200100 60 402010520.50.10.050.01 0.0050.001能 源 技 术 与 管 理EnergyTechnologyand Management2023 年第 48 卷第 1 期Vol.48 No.1742023 年 2 月Feb.,2023陈益民风积
5、沙工程特性及其在采空区治理中的应用研究由图 1、2 及表 1 可以看出,风积沙的颗粒组成主要分布在 0.0750.5 mm 的范围内,占 96%左右。由此说明风积沙的组成颗粒很细,表面积很大。根据下式可计算沙样不均匀系数(Cu)和曲率系数(Cc):Cu=d60/d10;Cc=d302/(d10d60)式中 d10、d30、d60分别表示沙样中小于该粒径的颗粒质量为 10%、30%、60%的粒径,mm。由此可求得 2 种沙样的不均匀系数(Cu)和曲率系数(Cc)。计算结果如表 2 所示。表 2风积沙 Cu、Cc计算结果颗粒级配的定量评价目前尚没有很好的理论,一般认为不均匀系数 Cu5 时属于级配
6、不良。根据表 2 计算结果,不均匀系数(Cu)在 2.83.0 之间,表明风积沙属于级配不良的均匀细沙。由筛分结果可知,所取沙样的粘粒含量(粒径小于 0.075 mm)在2.6%2.9%之间。1.2风积沙颗粒形状特征风是一种比水更有效的磨圆介质,风积沙颗粒的磨圆度较高被认为是其颗粒形态的重要特征,风积沙颗粒的磨圆度较其他成因的沙要稍好些。对取自神木市孙家岔镇燕家塔工业园区某项目场地内的风积沙沙样进行放大观察,风积沙颗粒形状以次圆状至次棱状为主。1.3风积沙矿物成分风积沙的矿物成分分析利用体视镜、粉末 X 衍射分析并按照标准分析方法进行对照分析。1.3.1放大观察对取自神木市孙家岔镇燕家塔工业园
7、区某项目场地内的风积沙沙样进行研磨后,在体视镜下观察,可以看到 4 种类型的碎屑:第 1 类为石英类,包括单晶石英、石英岩、硅质岩,大部分石英碎屑表面呈浅土黄色。第 2 类为炭屑,黑色 深黑色,反光下可见较明亮的光泽,比重轻,质软,个别呈长条状,大颗粒者可污手。第 3 类为半透明柱状矿物,浅灰色,为长石类矿物。第 4 类为金属矿物,反射光下呈金属光泽,浅铜黄色,为黄铁矿。1.3.2X衍射测试结果对风积沙沙样进行 X衍射测试试验,测试结果表明:1 号土样主要组成矿物为石英、镁铬氧化物、钠长石、斜长石;2 号土样主要组成矿物为石英、斜长石、镁铬氧化物、钠长石、有机质、磷酸盐矿物。综合放大观察和 X
8、衍射测试,沙样中的矿物组成成分主要为石英、斜长石、镁铬氧化物及钠长石等。1.4风积沙比重土粒比重是土的基本物理指标之一,是计算孔隙比和评价土类的主要指标。本文采用比重瓶法测定风积沙土粒比重2,试验结果如表 3 所示。表 3风积沙土粒比重试验结果参考其他文献该地区的风积沙资料,可推算出该地区的风积沙比重一般在 2.52.7 之间。2风积沙力学特性试验研究2.1风积沙的轻型击实试验对 2 个风积沙土样进行了轻型击实试验3-4,测定了土样的密度、含水率、孔隙比等指标。轻型击实试验所用的击筒内径为 152 mm,击筒高度为113 mm;击锤直径为 50 mm,锤重 4.5 kg,落高450 mm;试验
9、分 5 层击实,每层击数为 56 次。每个土样制备 5 个不同含水率的一组试样,相邻 2 个试样含水率的差值为 2%,本次试验土样的含水率为7%、9%、11%、13%、15%。完成击实后,用推土器从击实筒内推出试样,从试样中心处取 2 个一定量的土料,平行测定土样的湿密度,并计算干密度。轻型击实试验结果统计如表 4 所示。沙样编号CuCc1 号2.850.802 号2.930.80试样编号试样参数第 1 组试样第 2 组试样第 3 组试样第 4 组试样第 5 组试样1 号样湿密度/(g/cm3)1.741.801.821.811.81干密度/(g/cm3)1.631.651.641.601.5
10、7含水量/%791113152 号样湿密度/(g/cm3)1.681.781.841.861.86干密度/(g/cm3)1.571.631.661.651.62含水量/%79111315表 4风积沙轻型击实试验数据统计沙样编号土粒比重最小最大1 号2.532.572 号2.622.65752023 年 2 月Feb.,2023轻型击实试验得出的风积沙最大干密度一般在 1.631.66 g/cm3之间,而最小干密度一般在1.591.62 g/cm3之间。2.2水泥-粉煤灰-风积沙混合浆液试块抗压强度试验2.2.1试验材料水泥:通用硅酸盐水泥,等级为 PO42.5 级水泥。粉煤灰:电厂生产的三级灰
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 风积沙 工程 特性 及其 采空区 治理 中的 应用 研究 陈益民
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。