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建筑物下压煤矸石散料充填研究

汇报人：

2024-02-06

研究背景与意义

煤矸石物理力学特性分析

散料充填材料选择与制备工艺研究

建筑物下压煤矸石散料充填方案设计

实施方案效果评价与改进建议

contents

目

录

01

研究背景与意义

煤矸石是煤炭开采和洗选过程中产生的固体废弃物，其产生量随着煤炭产量的增加而增加。

煤矸石产生

目前煤矸石主要用于发电、制砖、筑路等方面，但利用率较低，大量煤矸石堆积不仅占用土地，还可能造成环境污染。

利用现状

建筑物下压煤矸石的危害

建筑物下压煤矸石可能导致地基不稳定、地面沉降、房屋开裂等问题，严重影响建筑物的安全性和使用寿命。

处理难度

由于煤矸石具有松散性、膨胀性等特点，处理起来难度较大，需要采取有效的技术措施。

散料充填技术是一种将散状物料（如煤矸石）通过一定方式充填到地下空间中的技术，可以有效解决建筑物下压煤矸石问题。

散料充填技术可广泛应用于煤炭开采、地下工程、城市建设等领域，具有广阔的应用前景。

应用范围

散料充填技术

本研究旨在探究建筑物下压煤矸石散料充填技术的可行性、有效性和经济性，为解决建筑物下压煤矸石问题提供技术支持。

研究目的

本研究对于提高煤矸石利用率、减少环境污染、保障建筑物安全等方面具有重要意义，同时也可为类似问题的解决提供参考和借鉴。

研究意义

02

煤矸石物理力学特性分析

组成成分

煤矸石主要由矿物质、有机质和水分等组成，其中矿物质包括粘土矿物、石英、长石等。

结构特征

煤矸石的结构复杂，具有层状、片状、粒状等多种结构形式，且其内部存在大量的微孔隙和裂隙。

通过测量煤矸石的质量和体积，计算其密度，以了解煤矸石的密实程度。

密度测试

吸水率测试

孔隙率测试

将煤矸石浸泡在水中一定时间后，测量其质量增加率，以评估煤矸石的吸水性能。

通过测量煤矸石中孔隙的体积占总体积的比例，了解其孔隙发育程度。

03

02

01

指煤矸石在受到压力作用下不发生破坏的最大应力，是评估煤矸石承载能力的重要指标。

抗压强度

指煤矸石在受到拉伸作用下不发生断裂的最大应力，反映了煤矸石的抗拉性能。

抗拉强度

指煤矸石在受到剪切作用下不发生破坏的最大应力，是评估煤矸石抗剪性能的重要指标。

抗剪强度

煤矸石的矿物成分和结构特征对其物理力学性质具有重要影响，不同矿物成分和结构的煤矸石具有不同的物理力学性质。

矿物成分与结构

煤矸石的含水量对其物理力学性质也有显著影响，随着含水量的增加，煤矸石的强度和稳定性会降低。

含水量

加载速率和温度也是影响煤矸石物理力学性质的重要因素，加载速率过快或温度过高都可能导致煤矸石的破坏。

加载速率与温度

03

散料充填材料选择与制备工艺研究

03

高分子合成材料

研究新型高分子合成材料在散料充填中的应用前景，分析其性能特点和成本效益。

01

砂石、碎石等传统充填材料

分析其物理性质、力学性能和成本等因素，与煤矸石散料进行比较。

02

工业废弃物

如粉煤灰、矿渣等，评估其作为充填材料的可行性，探讨环保和资源化利用方面的优势。

原料破碎与筛分

采用合适的破碎设备和筛分工艺，确保原料粒度符合要求。

配料与混合

根据充填材料性能要求，合理设计配料比例，采用高效混合设备进行充分混合。

运输与储存

选择合适的运输方式和储存设施，确保煤矸石散料在制备过程中的连续性和稳定性。

混合设备

选用具有良好混合效果的设备，优化混合时间、速度等参数，确保充填材料均匀性。

破碎设备

选用高效、节能的破碎设备，优化破碎工艺参数，提高原料破碎效率。

筛分设备

选用高精度筛分设备，提高筛分效率，确保原料粒度符合要求。

04

建筑物下压煤矸石散料充填方案设计

地质勘探与评估

对充填区域进行详细的地质勘探，了解地层结构、岩土性质、水文地质条件等，评估其对充填作业的影响。

预处理措施

根据地质评估结果，采取相应的预处理措施，如加固软弱地层、排水降压、处理不良地质现象等，以确保充填作业的安全和稳定。

根据充填作业需求和现场条件，规划合理的散料运输路线和方式，确保散料能够高效、安全地运送到充填区域。

运输系统规划

设计科学的布料系统，实现散料的均匀分布和高效充填，避免出现空洞、不均匀等现象。

布料系统设计

压实设备选型

根据充填物料的性质和充填要求，选择合适的压实设备，如振动压路机、静力压路机等，确保充填体达到设计要求的密实度。

作业参数确定

通过实验和现场实践，确定合适的压实设备作业参数，如压实遍数、压实速度、振动频率等，以保证压实效果。

VS

制定严格的环境保护措施，控制充填作业过程中的粉尘、噪音、废水等污染物的排放，减少对周边环境的影响。

安全生产要求

遵守国家和地方的安全生产法规和标准，建立健全安全生产管理体系和应急预案，加强现场安全管理和监督检查，确保充填作业的安全进行。

环境保护措施