磷石膏再結(jié)晶充填材料破壞特性與充填采場(chǎng)安全性研究.pdf

1、工業(yè)副產(chǎn)磷石膏給人類(lèi)和環(huán)境帶來(lái)了很大危害，為響應(yīng)國(guó)家建立資源開(kāi)發(fā)與生態(tài)、環(huán)境保護(hù)和諧統(tǒng)一礦山的號(hào)召，本文將磷石膏簡(jiǎn)易煅燒處理后制成再結(jié)晶材料，充填于采空區(qū)，實(shí)現(xiàn)無(wú)水泥充填，既能實(shí)現(xiàn)磷石膏大量、有效地資源化利用，又能解決采空區(qū)處理的問(wèn)題，提高磷礦資源的回收利用率，降低充填成本。論文圍繞磷石膏再結(jié)晶材料制備及再結(jié)晶體力學(xué)性能測(cè)試試驗(yàn)，進(jìn)行了以下研究:
　　 1)分析各制備因素對(duì)再結(jié)晶體力學(xué)性能影響，獲得制備具有最優(yōu)力學(xué)性能再結(jié)晶材料

2、的參數(shù)。利用正交試驗(yàn)法建立試驗(yàn)樣本，借助遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)再結(jié)晶體強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測(cè)，為工程中制備磷石膏再結(jié)晶材料時(shí)制備參數(shù)的確定提供理論依據(jù)。
　　 2)基于充填體在采場(chǎng)中的作用機(jī)理，對(duì)磷石膏再結(jié)晶充填體在采場(chǎng)中的受力狀態(tài)、內(nèi)應(yīng)力分布、自立強(qiáng)度以及自立高度進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明，該充填體具有很好的自立性，其強(qiáng)度能夠保證采場(chǎng)具有較高的安全系數(shù)。
　　 3)分析試驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象以及測(cè)得的磷石膏再結(jié)晶體單軸抗壓應(yīng)力～應(yīng)變曲線(xiàn)，研究其

3、破壞特征，借助統(tǒng)計(jì)力學(xué)和連續(xù)損傷力學(xué)理論，推導(dǎo)出兩種再結(jié)晶體的損傷本構(gòu)模型，并將模型與試驗(yàn)曲線(xiàn)進(jìn)行對(duì)比分析和修正，修正后的模型能夠很好擬合試驗(yàn)的全過(guò)程。
　　 4)采用FLAC3D數(shù)值模擬軟件，結(jié)合馬路坪礦工程實(shí)際，分別對(duì)磷石膏再結(jié)晶充填材料以及礦山原來(lái)所使用的充填材料的充填作業(yè)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，通過(guò)對(duì)比分析使用兩種充填材料后采場(chǎng)頂?shù)装迨芰Α⑽灰埔约皣鷰r塑性區(qū)變化，探討了使用磷石膏再結(jié)晶充填材料的優(yōu)點(diǎn)，為其工業(yè)運(yùn)用提供理論依據(jù)。