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微观尺度下含硫尾砂胶结充填体侵蚀机理

2018-08-10陈国龙方治余

西安科技大学学报 2018年4期

刘 浪,朱 超,陈国龙,辛 杰,方治余

(1.西安科技大学 能源学院 陕西 西安 710054;2.西安科技大学 西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室,陕西 西安 710054;3.陕西省汉中公路管理局,陕西 汉中 723000)

0 引 言

近年来,随着政府与相关学者对大规模煤炭开采所引发的地表沉陷、环境污染等问题的重视,充填开采技术凭借其高资源利用率、绿色矿山开采等优势,在国内外矿山已经得到了广泛的推广应用。全尾砂作为采空区充填最常用的充填骨料之一,在解决充填骨料不足的同时,为极厚矿体矿柱回采时贫化率低、损失率大、 “三下”资源开采安全性低以及深部岩体地压控制难等问题的解决提供了有效途径[1-5]。但金属矿山尾砂中常含有各种硫化物,对胶结充填体产生侵蚀作用,导致充填体的稳定性以及强度受到很大的影响[6],因此,国内学者对含硫尾砂充填体的侵蚀作用展开了很多的研究。张钦礼等人通过对全尾砂充填料中硫化矿物(尤其是磁黄铁矿)自胶作用对充填体的强度影响的研究,认为硫化物的自胶作用有利于提高胶结充填体的前期强度[7]。常宝孟等人通过对高硫尾矿胶结充填长期强度演化规律及机理分析发现,高硫含量充填体其早期强度增长迅速,后期强度下降;并从硫化物的反应过程入手推测了硫化物在充填体内的反应机理,但并没有明确地给出侵蚀原因[3]。

上述研究鉴于技术手段以及研究角度的局限,并没有系统地分析含硫尾砂胶结充填体宏观特性表现的时序变化特点。……

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