煤田地质与勘探

作者：杨科, 张继强, 何祥, 魏祯, 赵新元,

关键词：煤基固废, 胶结充填体, 变形破坏, 声发射特征, 空间可视化, 水化反应,

【目的】为研究多源煤基固废胶结充填体的力学特性及变形破坏规律，选择5种典型煤基固废，开展了煤基固废胶结充填体(Coal-Based Solid Waste Cemented Backfill，CBSWCB)的单轴压缩、声发射响应及微观结构测试试验。【方法】分析了CBSWCB单轴抗压强度的影响因素和交互作用，建立了基于交互作用的抗压强度影响因素四维空间可视化模型，结合CBSWCB的声发射及微观结构特征，阐明了单轴压缩条件下的力学演化特征及宏观变形破坏规律，从微观角度进一步论证了CBSWCB承载过程中水化反应机理及宏细观联系。【结果和结论】试验结果表明：(1)单轴抗压强度的主要影响因素是质量分数，而炉底渣掺量的影响程度最小。(2)单轴压缩下CBSWCB的宏观变形破坏由塑性、弱劈裂破坏逐渐向脆性、剪切破坏转化。(3) CBSWCB试件声发射参数演化可以分为上升期、平静期、活跃期、稳定期，声发射累计振铃计数曲线呈现明显的“阶梯状”增长，累计振铃计数在上升期和平稳期内缓慢增加，在活跃期急剧增加，在稳定期逐渐趋于平缓。(4)水泥掺量偏低以及多源煤基固废充填材料属性差异导致水化反应程度有限，水化产物数量较少是CBSWCB单轴抗压强度普遍偏低的主要原因。研究结果可为多源煤基固废用于充填开采提供一定参考依据。

来源：2024年第6期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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