充填體強度超聲導(dǎo)波監(jiān)測及充填接頂優(yōu)化試驗研究.pdf

1、在下向分層充填的過程中，充填體強度及其接頂效果是考量料漿品質(zhì)的兩大重要指標。充填體的強度與接頂性直接制約礦山開采的進度、影響采場的安全與穩(wěn)定。超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)具有便捷、無損的特點，可作為礦山充填強度檢測的新手段；泡沫混凝土具有高流動性的特點，可作為金屬礦山采空區(qū)的充填材料。本文以超聲導(dǎo)波理論為指導(dǎo)，通過室內(nèi)試驗，對下向分層充填人工頂板的強度及其聲學(xué)特性進行研究。同時，對泡沫充填體中發(fā)泡劑的種類及添加量進行了優(yōu)化，并對其充填接頂效果進行了

2、試驗研究。得出以下主要結(jié)論：
　?。?）采用實驗?zāi)M的方法對波導(dǎo)桿和充填體-鋼筋體系的聲學(xué)參數(shù)進行研究。實驗?zāi)M的結(jié)果顯示，在不同頻率時波的傳播速度、波的衰減特性均不同。在充填體-鋼筋體系中存在最佳激發(fā)波，激發(fā)波的周期數(shù)為5、頻率為30kHz，它能使反射波最明顯、最易表征出強度與波速、衰減的關(guān)系。
　?。?）分析了特定頻率（30kHz）下，縱向?qū)Рㄔ诔涮铙w-鋼筋體系中的傳播規(guī)律，結(jié)果顯示，充填體-鋼筋體系的波速、衰減和充填體

3、的強度直接相關(guān)。隨著充填體強度的增大，縱向?qū)Рㄔ诔涮铙w-鋼筋體系中的傳播速度呈指數(shù)遞減趨勢，衰減呈指數(shù)遞增趨勢。試驗數(shù)據(jù)經(jīng)處理后得到了波速、衰減與充填體強度的擬合方程，為實現(xiàn)采場人工假頂?shù)膹姸葯z測提供了參考依據(jù)。
　?。?）通過對兩種類型發(fā)泡劑的穩(wěn)定性進行試驗研究，探討了兩種類型發(fā)泡劑的稀釋倍率、發(fā)泡倍數(shù)和沉降量變化規(guī)律，測試結(jié)果顯示B型發(fā)泡劑比A型發(fā)泡劑的性能更為穩(wěn)定。然后，采用膠砂流動度測定儀對泡沫料漿和普通料漿進行流動度測試

4、，探討了發(fā)泡劑添加量對流動度的影響，料漿濃度對流動度的影響，結(jié)果顯示，發(fā)泡劑對充填料漿的流動度有提高的作用，并且隨添加量的增加，料漿流動度呈遞增趨勢。當充填料漿中添加1.5％的發(fā)泡劑時，在保證流動度和強度變化不大的情況下，料漿濃度可由75%提高至79%。
　　（4）建立分層充填模型，對泡沫料漿的接頂效果進行室內(nèi)模擬研究。研究結(jié)果顯示，在充填料漿中加入發(fā)泡劑，充填料漿液面與水平面之間夾角的正切值由0.0064降低至0.0029。因此