复采区煤矸石充填材料力学特性研究
《基于膜厚理论的矸石胶结充填料浆流变特性研究》范文
《基于膜厚理论的矸石胶结充填料浆流变特性研究》篇一一、引言在采矿工程中，矸石的处理和利用一直是一个重要的研究课题。
随着矿山开采规模的扩大和技术的进步，矸石胶结充填技术作为一种有效的处理方式，受到了广泛关注。
而基于膜厚理论的流变特性研究，对矸石胶结充填料浆的输送、充填效果以及工程应用具有重要意义。
本文旨在通过膜厚理论，对矸石胶结充填料浆的流变特性进行深入研究，以期为矸石充填技术的发展提供理论支持。
二、膜厚理论概述膜厚理论是一种描述流体润滑和流动特性的理论。
在矸石胶结充填料浆的流变过程中，膜厚理论可以有效地解释其流动特性和流变行为。
该理论主要关注流体在流动过程中，由于分子间相互作用而形成的膜层厚度及其对流体流动的影响。
在矸石胶结充填料浆中，料浆内部的颗粒和化学成分间的相互作用会形成一种特殊的膜层结构，这将对料浆的流变特性产生重要影响。
三、矸石胶结充填料浆的流变特性研究1. 实验材料与方法本研究所用的矸石胶结充填料浆由矸石、胶凝材料和水等组成。
通过改变矸石颗粒的粒径、胶凝材料的种类和含量等因素，制备出不同配比的料浆样品。
采用流变仪对料浆的流变特性进行测试，并运用膜厚理论进行分析。
2. 实验结果与分析通过流变实验，我们发现矸石胶结充填料浆的流变特性受多种因素影响。
其中，矸石颗粒的粒径对料浆的流变性能影响显著。
粒径较大的矸石颗粒会使料浆的粘度增加，而粒径较小的颗粒则会使料浆的流动性增强。
此外，胶凝材料的种类和含量也会影响料浆的流变特性。
不同的胶凝材料会对料浆的粘度、流动性以及充填效果产生不同的影响。
而胶凝材料的含量则直接影响料浆的固结性能和充填效果。
在膜厚理论的应用方面，我们发现料浆中的颗粒和化学成分间的相互作用形成的膜层结构，对料浆的流变特性起着关键作用。
膜层结构的形成会改变料浆的粘度和流动性，从而影响其流变行为。
因此，在设计和制备矸石胶结充填料浆时，应充分考虑膜层结构的影响，以优化料浆的流变特性。
四、结论本文基于膜厚理论，对矸石胶结充填料浆的流变特性进行了深入研究。
《矸石骨料胶结充填体蠕变特性研究》范文
《矸石骨料胶结充填体蠕变特性研究》篇一一、引言随着矿山资源的不断开采，矸石作为一种常见的废弃物，其处理与利用成为环境保护和资源循环利用的重要课题。
在矿山工程中，矸石骨料胶结充填体因其良好的力学性能和稳定性，被广泛应用于采空区的处理与支撑。
然而，充填体的长期稳定性及蠕变特性对其在工程实践中的应用具有重要影响。
因此，本文旨在研究矸石骨料胶结充填体的蠕变特性，为矿山工程中充填体的设计与应用提供理论依据。
二、矸石骨料胶结充填体材料与制备矸石骨料胶结充填体主要由矸石骨料、胶结材料和水等组成。
矸石骨料的选择对充填体的性能具有重要影响，其粒度、形状和强度等物理性质直接决定了充填体的力学性能。
胶结材料则起到连接矸石骨料的作用，使充填体具有一定的整体性和稳定性。
在制备过程中，应控制好配比，保证充填体的质量。
三、蠕变特性的研究方法矸石骨料胶结充填体的蠕变特性研究主要采用室内试验和数值模拟相结合的方法。
室内试验包括制备试样、施加荷载、记录变形等步骤，通过观察充填体在不同荷载作用下的变形过程，分析其蠕变特性。
数值模拟则通过建立有限元模型，模拟充填体在真实工况下的应力分布和变形情况，进一步验证室内试验的结果。
四、蠕变特性的实验结果与分析（一）实验结果通过室内试验，我们得到了矸石骨料胶结充填体在不同荷载作用下的变形数据。
数据表明，充填体在初期阶段变形较快，随着荷载的持续作用，变形速度逐渐减缓，表现出明显的蠕变特性。
（二）结果分析1. 影响因素：充填体的蠕变特性受多种因素影响，如矸石骨料的粒度、形状、强度，胶结材料的种类和配比，以及荷载的大小和作用时间等。
这些因素相互影响，共同决定了充填体的蠕变特性。
2. 蠕变机制：充填体的蠕变机制主要包括颗粒间滑动、胶结材料老化等。
在荷载作用下，颗粒间发生相对滑动，导致充填体产生变形；同时，胶结材料在长期作用下会发生老化，降低其连接作用，进一步影响充填体的稳定性。
五、结论与展望本文通过对矸石骨料胶结充填体的蠕变特性进行研究，得出以下结论：1. 矸石骨料胶结充填体具有明显的蠕变特性，其变形受多种因素影响。
采后充填固体充填材料力学特性测试研究
２１ ０ ０年 １ ０月
煤 矿 开 采
Ｃｏ ｌｍｉ ｉ ｃ ｏｏ ｙ ａ ｎｎｇ Ｔｅ ｈｎ ｌｇ
Ｖ １ １Ｎ ． （ ｅ ｅ Ｎ ．６ ｏ ．５ ｏ５ Ｓｒ ｓ ｏ９ ） ｉ
Ｏｃ ｏ ｅ ２０１ ｔｂ ｒ ０
采 后 充填 固体 充填 材 料 力 学 特 性 测试 研 究
变等力学特性 ，研究 了不 同配比条 件下含水 量、密度 ，影响充填材料压 实度及流 变特 性 时间相 关特 性 曲线 ，得 出了最佳压实度和 密度 的矸石与粉煤灰的混合比例及充填料变形主要在加载初期。 ［ 关键词 ］ 采后充填 ；固体充填材料 ；力学特性测试 ［ 中图分类号 ］Ｔ ３５ Ｄ １ ［ 文献标识码 ］Ａ ［ 文章编号 ］１０ —２５ （ ００ ５０ １－３ ０ ６６ ２ ２ １ ）０ －０ ８０ Ｍ ｅ ｈ ｎｉｓ Ｐｒ ｐｅ ｔｅ ｓ ｆＳｔ ｗｉ ａ ｅ ｉ ｌｆ ｒ Ｂａ ｋｆｌ ｎ ｂ ｃ ａ ｃ ｏ ｒ ｉ ｓ Ｔｅ ｔｏ ｏ ｎｇ Ｍ ｔ ｒ ａ ｏ ｃ ｉ ｌ ｇ Ｇｏ ｉ
赵 昕楠 ，节茂 科 ，张 吉雄
（ ．煤炭科 学研究 总院 检测分院 ，北京 １０ １ ；２ １ ０ ０ ３ ．冀 中能源股份有限公司 ，河北 邢 台 ０ ４ ０ ５ ００；３ ．中国矿业大学 ，江苏 徐州 ２ １ １ ） ２ １６
［ 摘
要 ］ 采用 物理化学测试方法 ，检测分析 了矸石与粉煤灰充 填材料矿 物成分 、压 实度 、流
Ｚ ＨＡ ｎ ｎ ｎ ０ Ｘｉ — ａ ．ＪＥ Ｍａ ． ｅ Ｉ ｏ ｋ ．Ｚ Leabharlann ＡＮ Ｊ— ｉｎ Ｇ ｉ ｏ ｇ ｘ
（ ．Ｔ ｓ ｎ ｒｎ ｈ， ｈｎ ｏｌ ｓａｃ ｎｔ ｕｅ ｅ ｉｇ１ ０ １ Ｃ ｉａ ２ ｉ ｏ ｇＥ ｅｇ ｏ ，Ｌｄ ｉｇ ｉ ５ ０ ０ ｈｎ ； １ ｅｔ ｇＢ ａ ｃ Ｃ ｉａＣ ａ Ｒｅｅｒｈ Ｉ ｓ ｔｔ，Ｂ ｉ ｎ ０ ０ ３， ｈｎ ； ．Ｊ ｈ ｎ ｎ ｒ Ｃ ． ｔ ，Ｘ ｎ ｔ ４ ０ ，Ｃ ｉａ ｉ ｉ ｊ ｚ ｙ ａ０
充填矸石的物理力学性能研究
第１ ３卷 第 ５期 （ 第 ８ 总 ４期 ） ２０ ｏ ８年 １ ０月
煤 矿 开 采
（ ａｚｕ ｎ ｏｌ ｒ ，Ｚｈ ｎｎ ｍｕ ， ｉｉｇ２ ２ ７ Ｃ ｉ ２ ＭｉｅＤ ｓｓ ｒ ｒｖ ｎｉ ｅ ａ ｏ ｏｙｏ ｄ ｃｔ ｎ １ Ｄ ｉ ａ ｇＣ ｌ ｙ ｉｏＭｉｉｇＧ ｐ Ｊ ｎ ７ １ ５， ｈ ； ． ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｔ ｎ Ｋ ｙ Ｌ ｂ ｍｔ ｆＥ ｕ ａｉ ｈ ｉ ｎ ｎ ａｅ Ｐ ｏ ｒ ０
［ 摘
要］
为 了解矸石在充填过程 中压 实、膨胀 等特 性对充填效果 的影响，对矸 石的应力应 变
曲线 、压实度 与应力关系 、碎胀系数与应力关 系进行 了试验。试验结果表 明：矸石压实应力应 变为非 线性关系；矸 石的压实度与轴 向应力呈非线性关 系，压实度随着应力 的增加而降低 ；由于破碎 间隙的 存在 ，矸石的碎胀 系数随着轴压的增加 而减 小，两者为非线性关系。 ［ 关键词］ 矸石充填 ；应力应变；压 实度 ；碎胀 系数 ［ 文献标识码 ］Ａ ［ 文章编号 ］ｌ０ — ２ （０ ８ ５ １一２ ０ ６６ ５ ２０ ）０ ０ ２Ｏ ２ ［ 中图分类号］Ｔ ３ ５ Ｄ １
ｉｇ Ｒｅａ ｉｎ ｈｐ ０ ０ ａ ｔｏ ｅ ｒ ｅ ａ ｄ ｈｕ ｋｎ ｏ ｍ ｃ ｅ ｔｗａ ０ ｌｎ ａ ｓｗｅ１ ｎ． ｌｔｏ ｓ ｉ ｆｃ ｍｐ ｃｉ ｎ ｄ ｇ ｅ ｎ ｌ ｉｇ ｃ ｅ ｉｎ ｓ ｎ ｎ ｉｅ ｒａ ｌ． Ｋｅ ｒ ｌｉｇ ｗｉ ｅｕ ｅ ｍｃ ｙ ｗ０ ｄｓ： ｌｎ ｔ ｒ ｆｓ ｋ；ｓｒ ｓ —ｔａｎ；ｃ ｍｐ ｃ ｉｎ ｄｅ ｒ ｅ；ｈｕｋｉｇ ｃ ｅｆｃｅ ｈ ｔｅ ｓｓｒ ｉ ｏ ａ ｔｏ ｇ ｅ ｌ ｎ ｏ ｆｉｉｎｔ
矿物掺合料-煤矸石混凝土力学性能试验研究
矿物掺合料-煤矸石混凝土力学性能试验研究矿物掺合料-煤矸石混凝土力学性能试验研究一、引言煤矸石是煤矿生产过程中产生的固体废弃物，其中包含着大量未被燃烧的煤炭和岩石碎屑。
煤矸石危害环境，并对人类和动植物健康造成潜在威胁。
为了有效利用煤矸石并减少其对环境的危害，研究人员开始探索将煤矸石作为混凝土掺合料的可行性。
煤矸石混凝土是一种由水泥、砂、骨料和煤矸石混合而成的材料。
煤矸石作为混凝土掺合料具有以下优点：首先，它减少了对天然骨料的需求，节约了原材料资源并促进了可持续发展；其次，煤矸石中的未燃烧煤炭具有活性，能够提供额外的水化反应产物，增强混凝土的力学性能；最后，添加煤矸石可以改善混凝土的微观结构，提高抗渗性和耐久性。
二、试验方法在本次试验中，我们选取了一定比例的煤矸石作为掺合料，与水泥、砂和骨料按照一定比例进行混合，制备了不同配比的混凝土试件。
我们采用了常规的试验方法来评估煤矸石混凝土的力学性能。
首先，我们进行了混凝土的抗压强度试验。
通过在试验机上施加逐渐增加的荷载，我们测量了混凝土试件在荷载作用下的应变和应力情况。
根据试验数据，我们计算并比较了不同配比下的混凝土抗压强度。
其次，我们进行了混凝土的抗折强度试验。
我们制备了标准尺寸的混凝土梁，然后在试验机上施加荷载，测量了梁的挠度和荷载之间的关系。
这些数据被用来计算混凝土的抗折强度。
最后，我们进行了混凝土的抗渗性试验。
我们将混凝土试件置于水中，并观察水渗漏现象。
根据渗漏的情况，我们评估了混凝土的抗渗性能。
三、试验结果与分析根据试验数据，我们得出了以下结论：1.煤矸石的添加对混凝土的力学性能具有显著影响。
随着煤矸石掺量的增加，混凝土的抗压强度和抗折强度均有所提高。
这是因为添加煤矸石可以填充骨料中的孔隙，增加了混凝土的致密性。
2.适量添加煤矸石可以提高混凝土的抗渗性。
这是因为煤矸石中的未燃烧煤炭具有活性，可以填充混凝土中的微细孔隙，增加了混凝土的密实性。
3.然而，当煤矸石掺量过高时，混凝土的力学性能会下降。
《矸石骨料胶结充填体蠕变特性研究》范文
《矸石骨料胶结充填体蠕变特性研究》篇一一、引言随着矿山开采的不断深入，矸石的处理与利用成为矿山工程中重要的一环。
矸石骨料胶结充填体作为矿山充填工程的主要材料，其力学性质和稳定性对矿山安全生产具有重要影响。
而充填体的蠕变特性作为其长期力学行为的重要表现，对充填工程的设计和施工具有指导意义。
因此，对矸石骨料胶结充填体的蠕变特性进行研究，对于提高矿山充填工程的安全性和稳定性具有重要意义。
二、研究现状及意义目前，国内外学者对充填体的蠕变特性进行了大量研究，主要集中在充填材料的配比、强度、变形特性等方面。
然而，对于矸石骨料胶结充填体的蠕变特性研究尚不够深入。
因此，本研究旨在通过实验和理论分析，深入研究矸石骨料胶结充填体的蠕变特性，为矿山充填工程的设计和施工提供理论依据。
三、研究方法本研究采用室内实验与理论分析相结合的方法，对矸石骨料胶结充填体的蠕变特性进行研究。
具体步骤如下：1. 选取不同配比的矸石骨料胶结充填体试样；2. 进行单轴压缩实验，获取充填体的应力-应变曲线；3. 对实验数据进行处理，分析充填体的强度和变形特性；4. 利用蠕变实验设备，对充填体进行不同应力水平下的蠕变实验；5. 分析充填体的蠕变特性，包括蠕变速率、蠕变模型等；6. 结合理论分析，探讨充填体蠕变特性的影响因素及机理。
四、实验结果与分析1. 应力-应变曲线分析通过对不同配比的矸石骨料胶结充填体试样进行单轴压缩实验，得到了充填体的应力-应变曲线。
结果表明，充填体的强度和变形特性与配比密切相关。
2. 蠕变特性分析通过对充填体进行不同应力水平下的蠕变实验，得到了充填体的蠕变曲线。
分析表明，充填体在初期阶段表现为瞬时蠕变，随后进入稳定蠕变阶段，最后出现加速蠕变阶段。
充填体的蠕变速率随应力水平的增加而增加，且存在明显的应变硬化现象。
3. 蠕变模型及影响因素根据实验结果，建立了描述矸石骨料胶结充填体蠕变特性的模型。
模型表明，充填体的蠕变特性受多种因素影响，包括材料配比、环境温度、湿度等。
《矸石骨料胶结充填体蠕变特性研究》
《矸石骨料胶结充填体蠕变特性研究》篇一一、引言在矿山工程中，矸石骨料胶结充填体是一种重要的支护材料，其具有优异的力学性能和稳定性，广泛应用于采空区的充填和支护。
然而，充填体的长期稳定性与其蠕变特性密切相关。
因此，对矸石骨料胶结充填体的蠕变特性进行研究，对于保障矿山工程的安全和稳定具有重要意义。
本文旨在通过对矸石骨料胶结充填体的蠕变特性进行深入研究，为矿山工程的设计和施工提供理论依据。
二、研究内容1. 实验材料与方法本研究采用矸石骨料作为主要原料，通过胶结剂进行充填和固化，制备出矸石骨料胶结充填体。
在实验过程中，我们首先对原料进行选择和制备，然后通过压缩实验、蠕变实验等方法，对充填体的蠕变特性进行测试和分析。
2. 实验结果与分析（1）实验结果通过压缩实验和蠕变实验，我们得到了矸石骨料胶结充填体的应力-应变曲线和蠕变曲线。
实验结果表明，充填体在受到外力作用时，会发生明显的蠕变现象。
（2）结果分析通过对实验结果的分析，我们发现矸石骨料胶结充填体的蠕变特性与充填体的组成、结构和外部环境等因素密切相关。
在充填体中，骨料的粒径、形状和分布等因素会影响充填体的力学性能和稳定性。
此外，充填体的固化时间和温度等因素也会影响其蠕变特性。
3. 矸石骨料胶结充填体蠕变模型构建基于实验结果和分析，我们构建了矸石骨料胶结充填体的蠕变模型。
该模型可以较好地反映充填体在受到外力作用时的蠕变行为，为进一步研究充填体的长期稳定性和耐久性提供了理论基础。
三、结论本研究通过对矸石骨料胶结充填体的蠕变特性进行深入研究，得出了以下结论：1. 矸石骨料胶结充填体具有明显的蠕变特性，其蠕变行为与充填体的组成、结构和外部环境等因素密切相关。
2. 通过构建矸石骨料胶结充填体的蠕变模型，可以较好地反映充填体在受到外力作用时的蠕变行为，为进一步研究充填体的长期稳定性和耐久性提供了理论基础。
3. 在矿山工程的设计和施工中，应充分考虑矸石骨料胶结充填体的蠕变特性，合理选择材料和设计施工方案，以保证工程的安全和稳定。
煤矸石混凝土应用研究及其力学性能测试
煤矸石混凝土应用研究及其力学性能测试一、煤矸石混凝土的应用研究1.1 前言随着我国工业化进程的不断加速，大量的煤矸石被开采出来，给环境造成了严重的污染问题。
因此，对于煤矸石的有效利用和治理已成为当前的热点问题之一。
而煤矸石混凝土的应用研究，不仅可以解决煤矸石的治理问题，同时也可以为建筑业提供一种新的、廉价的、环保的建材，具有较高的经济和社会效益。
1.2 煤矸石混凝土的组成和制备方法煤矸石混凝土是一种由水泥、煤矸石、砂子、矿渣等原料混合而成的混凝土。
其中，煤矸石是指煤矿开采过程中所产生的煤矸石堆积物，其主要成分为岩石碎屑、煤炭碎屑和泥土。
煤矸石混凝土的制备方法主要分为两种：机械搅拌法和人工混合法。
机械搅拌法是指采用混凝土搅拌机对原料进行混合，可以获得更加均匀的混凝土材料；人工混合法则是指采用人工对原料进行混合，操作简单，但混合效果较差。
1.3 煤矸石混凝土的性能特点煤矸石混凝土的主要性能特点如下：（1）力学性能好：煤矸石混凝土具有较好的强度和刚度，能够承受较大的荷载。
（2）耐久性好：煤矸石混凝土具有较好的耐久性，能够长期保持结构的稳定性和使用寿命。
（3）环保性好：煤矸石混凝土采用的是回收利用的煤矸石作为原料，减少了对环境的污染，具有较好的环保性。
（4）成本低廉：煤矸石混凝土采用的是煤矸石等废弃物作为原料，成本低廉，能够有效地节约建筑材料的成本。
1.4 煤矸石混凝土的应用前景煤矸石混凝土具有广阔的应用前景，可以用于各种建筑结构中，例如桥梁、隧道、房屋等。
同时，煤矸石混凝土还可以用于城市建设中的路面、广场等。
由于煤矸石混凝土具有成本低廉、环保性好等优点，因此其应用前景非常广泛。
二、煤矸石混凝土的力学性能测试2.1 实验目的本实验旨在通过对煤矸石混凝土的力学性能测试，了解其抗压强度、抗拉强度、弹性模量等力学性能指标，为煤矸石混凝土的应用提供参考依据。
2.2 实验原理（1）抗压强度测试原理抗压强度是指混凝土试件在受到垂直于试件长轴的静载荷作用下，试件破坏时的极限应力值。
基于煤矸石综合利用的新型充填材料性能研究
基于煤矸石综合利用的新型充填材料性能研究论文
摘要：本文主要研究了煤矸石的综合利用，它将被用作新型充填材料。
首先，我们对煤矸石的物理特性、化学组成和结构进行了详细分析，其次，对其压密程度、颗粒尺寸分布和热性能进行了定量评估。
随后，我们利用物理和化学方法对煤矸石的多维性能进行了详尽的评估，包括抗冲击强度、抗压强度、水吸收率和性能稳定性。
最后，通过对测试结果的比较，得出煤矸石可以作为一种新型充填材料的结论。
本研究的目的在于利用煤矸石的综合利用，来开发新型的充填材料。
首先，通过X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）进行详细分析，全面描述了煤矸石的物理特性、化学组成和结构。
此外，根据压密系数和颗粒尺寸分布，详细研究了其压密程序，并对其热性能进行了定量评估。
随后，基于外部压力，研究者采用了不同的物理和化学方法，以确定煤矸石的抗冲击强度、抗压强度、水吸收率和性能稳定性。
最后，通过对测试结果的比较，得出了煤矸石可以作为新型充填材料的结论，其具有良好的物理机械性能和热性能。
综上所述，本文研究了煤矸石的综合利用，它可以作为新型充填材料使用，其具有良好的物理机械性能和热性能。
本研究可为煤矸石综合利用提供理论支持，为其作为新型充填材料的发展奠定基础。
《矸石骨料胶结充填体蠕变特性研究》范文
《矸石骨料胶结充填体蠕变特性研究》篇一一、引言随着采矿工程的发展，矸石骨料胶结充填技术被广泛应用于矿山采空区的处理。
这一技术的主要原理是利用矸石骨料与胶结材料混合后，进行充填以支撑采空区，从而达到控制地表沉陷、维护矿体稳定的目的。
然而，充填体的长期稳定性对矿山安全生产具有重要意义，其蠕变特性是评价充填体稳定性的重要指标之一。
因此，对矸石骨料胶结充填体的蠕变特性进行研究，对于指导矿山安全生产、优化充填工艺具有重要意义。
二、矸石骨料与胶结材料矸石骨料作为充填体的主要组成部分，其性质直接影响充填体的性能。
矸石骨料主要包括各种岩石碎块、矿渣等，具有较高的硬度和良好的耐久性。
而胶结材料则起到连接矸石骨料、增强充填体整体性的作用。
常用的胶结材料有水泥、粉煤灰、尾砂等。
这些材料与矸石骨料混合后，经过一定的养护时间，形成具有一定强度的充填体。
三、充填体蠕变特性的研究方法充填体的蠕变特性是指充填体在长期荷载作用下，应变随时间持续增大的现象。
为了研究充填体的蠕变特性，可采用室内试验和现场监测相结合的方法。
室内试验主要包括单轴压缩试验、三轴压缩试验等，通过试验可以获得充填体的应力-应变关系、蠕变速率等参数。
现场监测则可以通过布置监测点、安装监测设备等方式，实时监测充填体的变形情况，为研究充填体蠕变特性提供实际数据支持。
四、矸石骨料胶结充填体的蠕变特性矸石骨料胶结充填体的蠕变特性受多种因素影响，如矸石骨料的粒径、含量、胶结材料的种类及配比、养护时间等。
通过对室内试验数据的分析，可以得出充填体的应力-应变关系曲线，从而判断充填体的蠕变类型（稳定型、亚稳定型、非稳定型）。
此外，还可以通过分析蠕变速率与时间的关系，得出充填体的长期稳定性。
现场监测数据则可验证室内试验结果的准确性，为进一步优化充填工艺提供依据。
五、研究结论及展望通过对矸石骨料胶结充填体蠕变特性的研究，可以得出以下结论：1. 矸石骨料与胶结材料的合理配比对充填体的蠕变特性具有重要影响。
充填矸石力学性质
（ 2012 － 08 ）
· 37·
充填矸石力学性质研究
张军亮， 罗新荣
（ 中国矿业大学 安全工程学院， 江苏 徐州 221008 ）
要： 通过对矿井矸石进行不同级配下的矸石压实度 、 应变和碎胀系数三者与应力关系的物理 力学实验分析， 并对所采集的数据进行曲线拟合 ， 得出了三者随应力变化的回归公式， 为以后最 摘 大程度地减少地表沉陷， 保证矿井矸石充填效果的最优化提供了重要的参考依据 。 关键词： 矸石充填； 力学性质； 曲线拟合； 数值模拟 中图分类号： TD315 文献标志码： A 文章编号： 1003 － 496X（ 2012 ） 08 － 0037 － 04
表1
组别 直径 / mm ≤5 5 ＜ ≤15 一 15 ＜ ≤25 25 ＜ ≤30 ＞ 30 ≤5 5 ＜ ≤15 15 ＜ ≤25 25 ＜ ≤30 ＞ 30 ≤5 5 ＜ ≤15 三 15 ＜ ≤25 25 ＜ ≤30 ＞ 30
矸石级配表
含量 / % 20 2பைடு நூலகம் 20 20 20 30 30 20 10 10 10 10 20 30 30
［5 － 7 ］
1
矸石压缩实验实验设备
该实验采用 500 kN 万能压力机进行压力加载， # 矸石盛装设备采用 45 钢所制圆柱形钢筒。 筒外径 173 mm， 壁 厚 11． 5 mm， 筒 底 厚 10 mm， 筒 高 200 mm。由于压力机压盘较大， 所以特别制备了配套压 盖。由于盛装钢筒内径 150 mm， 考虑到摩擦阻力， 将压盖直径制成 149 mm， 高 150 mm。 钢筒弹性模量 210 GPa， 泊松比 0． 23 。 压力机 加载压力设为 N， 钢筒侧向应力为 M， 圆筒径向位移 为 S， 圆筒外径 L1 ， 内径 L2 ， 则：
《矸石骨料胶结充填体蠕变特性研究》范文
《矸石骨料胶结充填体蠕变特性研究》篇一一、引言随着矿山开采的不断深入，采空区的治理问题逐渐成为工程领域研究的热点。
其中，矸石骨料胶结充填体技术作为治理采空区的一种有效手段，其蠕变特性对于充填体的长期稳定性和安全性具有重要影响。
因此，对矸石骨料胶结充填体的蠕变特性进行研究，对于指导矿山开采和采空区治理具有重要的理论和实践意义。
二、矸石骨料与胶结充填体矸石骨料是矿山开采过程中产生的废弃物，通过特定的处理和加工后可作为充填体的骨料。
胶结充填体则是以矸石骨料为基础，加入一定比例的胶凝材料，通过一定的工艺和技术进行充填的工程体。
其优点在于能够有效控制地压、减少地表塌陷等地质灾害的发生。
三、蠕变特性的研究方法针对矸石骨料胶结充填体的蠕变特性，目前主要采用室内试验和数值模拟两种研究方法。
室内试验可以通过对充填体进行加载、卸载、循环加载等试验过程，观察其变形和破坏过程，从而研究其蠕变特性。
数值模拟则可以通过建立充填体的力学模型，运用有限元、离散元等方法进行模拟分析，进一步揭示其蠕变机制。
四、蠕变特性的研究内容（一）材料配比与蠕变特性的关系充填体的蠕变特性与材料配比密切相关。
研究表明，当胶凝材料与矸石骨料的配比达到一定比例时，充填体的蠕变性能达到最优。
因此，通过改变胶凝材料与矸石骨料的配比，可以有效地调节充填体的蠕变特性。
（二）环境因素对蠕变特性的影响环境因素如温度、湿度等对充填体的蠕变特性也有显著影响。
在高温、高湿环境下，充填体的蠕变速率会加快，长期稳定性降低。
因此，在充填体的设计和施工过程中，需要考虑环境因素的影响，采取相应的措施来保证其长期稳定性。
（三）蠕变特性的力学模型为了更好地描述矸石骨料胶结充填体的蠕变特性，需要建立相应的力学模型。
目前常用的有弹性模型、粘弹性模型、塑性模型等。
通过对比分析各种模型的适用性和优缺点，可以更好地描述充填体的蠕变特性，为工程实践提供理论依据。
五、研究结论与展望通过对矸石骨料胶结充填体蠕变特性的研究，可以得出以下结论：1. 矸石骨料胶结充填体的蠕变特性与材料配比密切相关，通过合理的配比可以优化其蠕变性能。
《基于膜厚理论的矸石胶结充填料浆流变特性研究》范文
《基于膜厚理论的矸石胶结充填料浆流变特性研究》篇一一、引言矸石充填作为煤炭开采过程中的重要环节，其充填材料的选择和流变特性的研究对于提高采矿效率和保障作业安全具有重要意义。
近年来，随着采矿技术的不断进步，矸石胶结充填技术得到了广泛的应用。
而流变特性作为充填料浆的关键性能指标，其研究对于指导现场施工和优化充填工艺具有重要意义。
本文基于膜厚理论，对矸石胶结充填料浆的流变特性进行了深入研究。
二、膜厚理论概述膜厚理论是一种描述流体流动特性的理论，其核心思想是通过对流体中膜状结构的研究，揭示流体流动的内在规律。
在矸石胶结充填料浆的流变特性研究中，膜厚理论为我们提供了有力的理论支持。
通过对料浆中膜状结构的形成、演变和破坏等过程的研究，可以深入了解料浆的流变行为，为优化充填工艺提供理论依据。
三、矸石胶结充填料浆的制备与性质矸石胶结充填料浆的制备过程对流变特性具有重要影响。
首先，选择合适的矸石骨料和胶结材料，按照一定比例进行混合，并加入适量的添加剂以提高料浆的性能。
在制备过程中，需严格控制水灰比、搅拌时间和搅拌速度等参数，以保证料浆的均匀性和稳定性。
矸石胶结充填料浆的性质包括其黏度、屈服应力、塑性等流变特性参数，这些参数对于评价料浆的流动性能和充填效果具有重要意义。
四、基于膜厚理论的流变特性研究在基于膜厚理论的矸石胶结充填料浆流变特性研究中，我们主要采用了流变实验和理论分析相结合的方法。
首先，通过流变实验获得料浆在不同剪切速率下的流变曲线，进而分析其流变行为。
在此基础上，结合膜厚理论，研究料浆中膜状结构的形成和破坏过程，探讨其对料浆流变特性的影响机制。
此外，我们还考虑了温度、压力等因素对料浆流变特性的影响，以更全面地揭示其流变规律。
五、实验结果与分析通过流变实验，我们获得了矸石胶结充填料浆在不同剪切速率下的流变曲线。
实验结果表明，料浆具有明显的剪切稀化现象，即随着剪切速率的增加，其黏度逐渐降低。
这表明料浆在受到剪切力作用时，其内部结构会发生调整和变化，使得流动性能得到改善。
《矸石骨料胶结充填体蠕变特性研究》范文
《矸石骨料胶结充填体蠕变特性研究》篇一一、引言随着采矿工程的不断发展，矸石骨料胶结充填技术逐渐成为一种重要的采矿方法。
该技术中，矸石骨料作为充填体的主要构成部分，其与胶结材料的相互作用对于充填体的稳定性和长期性能具有重要影响。
因此，对矸石骨料胶结充填体的蠕变特性进行研究，有助于深入了解其力学行为和长期稳定性，为采矿工程提供理论依据和指导。
二、研究目的与意义本研究旨在通过实验手段，探究矸石骨料胶结充填体的蠕变特性，分析其蠕变过程及影响因素，揭示充填体在不同环境条件下的蠕变规律。
通过本研究的开展，可以更准确地预测充填体的长期稳定性，为采矿工程中的充填设计提供科学依据，同时为矸石骨料胶结充填技术的发展和应用提供理论支持。
三、研究内容与方法1. 实验材料与制备本研究所用材料主要为矸石骨料和胶结材料。
首先，对矸石骨料进行筛选、破碎和清洗，然后与胶结材料按照一定比例混合，制备成充填体试样。
2. 实验方法与步骤采用蠕变实验方法，对充填体试样进行加载和观测。
具体步骤包括：将试样置于实验装置中，施加恒定荷载，记录试样的变形数据，直至试样达到稳定状态。
在实验过程中，观察并记录试样的变形过程、变形量及破坏形态。
3. 数据分析与处理对实验数据进行整理和分析，计算蠕变参数（如蠕变速率、蠕变变形量等），分析充填体的蠕变过程及影响因素。
通过对比不同环境条件下的实验结果，揭示充填体的蠕变规律。
四、实验结果与分析1. 蠕变过程描述在实验过程中，充填体试样在恒定荷载作用下发生变形。
初期变形较快，随着时间推移，变形速率逐渐降低，直至达到稳定状态。
在变形过程中，试样表现出明显的蠕变特性。
2. 影响因素分析充填体的蠕变特性受多种因素影响，包括矸石骨料的粒度、胶结材料的种类和配比、环境温度和湿度等。
通过对不同条件下的实验结果进行比较和分析，可以得出各因素对充填体蠕变特性的影响程度。
3. 蠕变规律揭示通过对比不同环境条件下的实验结果，可以发现充填体的蠕变规律。
煤矸石的挤压特性研究与力学行为分析
煤矸石的挤压特性研究与力学行为分析煤矸石是指在煤矿采掘过程中产生的废弃物，由于其大量的产生和含有有害物质的特点，对环境造成了严重的影响。
因此，煤矸石的处理和利用一直是矿业发展和环境保护中的重要问题。
为了更好地理解和利用煤矸石资源，研究其挤压特性和力学行为变得尤为重要。
煤矸石的挤压特性是指在外力作用下，煤矸石所表现出的变形和应力变化情况。
挤压是一种常见的加载形式，在煤矸石的处理和利用过程中经常遇到。
研究煤矸石的挤压特性可以为后续的资源利用和环境保护提供科学依据。
首先，我们需要了解煤矸石的物理和力学性质，这对于研究挤压特性和力学行为分析至关重要。
煤矸石的密度通常较低，其粒度分布广泛，主要由煤和岩石碎屑组成。
此外，由于煤矸石中含有一定比例的可燃物质、硫化物和有毒金属，其化学状态也需要考虑。
这些性质对于挤压特性的研究具有一定的影响。
其次，我们需要分析煤矸石的力学行为。
在挤压加载条件下，煤矸石会发生变形，并产生应力。
力学行为分析可以通过实验测试和数值模拟相结合的方法进行。
实验测试通常包括应力-应变曲线的绘制、变形特点的观察以及力学参数的测定。
数值模拟可以基于弹塑性理论或离散元方法，对煤矸石的挤压特性进行数值模拟。
在研究煤矸石的力学行为时，还需要考虑一些因素。
例如，煤矸石的含水率、粒径分布以及固结状态等都会影响其力学特性。
此外，煤矸石的应力状态也是一个重要的因素。
正应力和剪应力的分布直接影响着煤矸石的挤压特性和力学行为。
因此，挤压特性研究和力学行为分析必须充分考虑这些因素。
煤矸石的挤压特性和力学行为研究具有重要的理论和实际意义。
首先，通过对煤矸石的挤压特性研究，可以为煤矸石的处理和利用提供技术支持。
例如，研究煤矸石的挤压特性可以为煤矸石的填矿利用提供理论基础，预测其变形特征和稳定性。
其次，通过研究煤矸石的力学行为，可以加深对其内部结构和力学性质的理解。
这有助于揭示煤矸石形成和演化的机制，为煤矸石的治理提供科学依据。
《矸石骨料胶结充填体蠕变特性研究》范文
《矸石骨料胶结充填体蠕变特性研究》篇一一、引言随着矿山开采的不断深入，矸石的处理与利用成为矿业工程领域亟待解决的问题。
矸石骨料胶结充填体作为一种新型的充填材料，在矿山工程中得到了广泛的应用。
然而，充填体的长期稳定性对于矿山的安全生产具有重要意义。
因此，研究矸石骨料胶结充填体的蠕变特性，对于预测充填体的长期行为、保障矿山安全具有重要意义。
二、研究现状及意义目前，国内外学者对充填体的蠕变特性进行了一定的研究，但主要集中在砂土、粘土等传统充填材料上，对矸石骨料胶结充填体的研究尚不够深入。
本研究通过分析矸石骨料胶结充填体的蠕变特性，揭示其力学行为及变形规律，为矿山充填工程提供理论依据和实用指导。
三、研究方法与实验设计1. 实验材料与方法本研究采用矸石骨料作为主要原料，通过胶结剂进行充填体制作。
采用室内三轴试验、单轴压缩试验等方法，对充填体进行力学性能测试。
2. 实验设计（1）制备不同配比的矸石骨料胶结充填体试样；（2）进行三轴压缩试验和单轴压缩试验，记录应力-应变曲线；（3）进行蠕变试验，观察充填体的蠕变特性；（4）分析充填体的蠕变机制及影响因素。
四、实验结果与分析1. 应力-应变曲线分析通过对不同配比的矸石骨料胶结充填体进行三轴压缩试验和单轴压缩试验，得到各试样的应力-应变曲线。
分析曲线可知，充填体在加载初期表现出较好的弹性行为，随着应变的增加，逐渐进入塑性阶段。
2. 蠕变特性分析对充填体进行蠕变试验，观察其蠕变特性。
结果表明，充填体在一定应力作用下，随着时间的变化，应变逐渐增加。
在低应力作用下，充填体表现出较好的稳定性；在高应力作用下，充填体出现明显的蠕变现象。
3. 蠕变机制及影响因素分析分析充填体的蠕变机制，发现其与矸石骨料的粒径、胶结剂的种类及含量、环境温度等因素密切相关。
粒径较大的矸石骨料在充填体中形成较大的空隙，导致充填体在受力时容易发生变形；胶结剂的种类及含量影响充填体的粘结力，进而影响其蠕变特性；环境温度的变化也会对充填体的蠕变特性产生影响。
《基于煤矸石混凝土的厚煤层巷旁充填体力学性能研究》范文
《基于煤矸石混凝土的厚煤层巷旁充填体力学性能研究》篇一一、引言在煤炭开采过程中，厚煤层的开采技术一直是一个重要的研究方向。
而巷旁充填技术作为厚煤层开采的重要环节，其力学性能的优劣直接关系到矿井的安全与稳定。
近年来，随着煤矸石混凝土的应用逐渐广泛，其在巷旁充填中的应用也得到了越来越多的关注。
本文旨在研究基于煤矸石混凝土的厚煤层巷旁充填体的力学性能，为矿井的安全生产提供理论支持。
二、煤矸石混凝土概述煤矸石混凝土是以煤矸石为主要原料，通过添加适量的胶凝材料、骨料和水等，经过搅拌、成型、养护等工艺制成的一种新型建筑材料。
由于其具有良好的物理力学性能、环保性和经济性，已被广泛应用于建筑、道路和矿山工程等领域。
三、厚煤层巷旁充填技术厚煤层巷旁充填技术是指在煤炭开采过程中，利用充填材料对采空区进行充填，以减少地表沉陷、控制围岩变形和稳定巷道的一种技术。
该技术具有许多优点，如能够有效地控制围岩变形、减少地表沉陷、改善采矿环境等。
然而，充填体的力学性能是该技术的关键因素之一，直接影响到矿井的安全与稳定。
四、基于煤矸石混凝土的厚煤层巷旁充填体力学性能研究4.1 实验材料与方法本研究采用煤矸石混凝土作为充填材料，通过室内实验和现场试验相结合的方法，对其力学性能进行研究。
室内实验主要包括充填体的抗压强度、抗拉强度、弹性模量等基本力学性能的测试；现场试验则通过观测充填体在巷旁充填过程中的变形、裂缝等情况，以及充填体对围岩变形的控制效果等。
4.2 实验结果与分析通过室内实验和现场试验，我们得到了以下结果：（1）煤矸石混凝土充填体的抗压强度和抗拉强度均较高，能够满足厚煤层巷旁充填的要求；（2）充填体的弹性模量适中，能够有效地控制围岩变形；（3）在现场试验中，充填体在充填过程中变形小，无裂缝产生，对围岩变形的控制效果显著；（4）通过对充填体与围岩的相互作用进行观测，发现充填体与围岩之间形成了良好的相互作用关系，共同维护了巷道的稳定。
矸石胶结充填体力学性能实验研究
矸石胶结充填体力学性能实验研究摘要：本文旨在利用试验研究方法来研究矸石胶结充填体的力学性能。
研究中，研究人员取样比较不同特征和性能特点的胶结充填材料。
实验结果表明，胶结充填材料对充填性能明显有益，能够改善石灰岩抗压强度，抗拉强度和压缩系数等性质，这表明胶结充填材料是改善矸石砼力学性能的有效手段。
关键词：矸石胶结充填；力学性能；实验研究正文：矸石胶结充填体的力学性能实验研究一直是地质工程、工程地质及其他相关工程领域的研究热点。
随着新材料的应用，研究者们正在探索矸石胶结充填体的力学性能特征。
本文通过实验研究，分析了矸石胶充填材料的加固作用。
实验中使用了不同孔径的矸石砂、不同比例的水泥胶充填材料，并进行了抗压实验，抗拉实验和压缩实验。
结果表明，在胶结充填材料的加入下，石灰岩抗压强度、抗拉强度和压缩系数都有显著的改善，表明胶结充填材料是改善矸石砼力学性能的有效手段。
结论：本文通过试验研究，分析了不同量的矸石胶结充填材料对矸石砼力学性能的影响。
结果表明，胶结充填材料能显著提高矸石砼抗压强度、抗拉强度和压缩系数。
因此，胶结充填体是提高矸石砼力学性能的有效手段。
矸石胶结充填体具有较高的抗裂性能，可以实现介质对外界环境的阻隔作用。
此外，它还可以抵抗侵蚀和冲蚀作用，保护周围岩性物料，并最大程度地避免失稳现象的发生，而且表面处理后，可以在一定范围内抵抗外部水力载荷。
矸石胶结充填体还可以作为水封桩的基层材料，对于密封砂或泥土的整体性能至关重要，可以防止外部水体渗透进入水封桩中。
此外，矸石胶结充填体可以抵抗外部气体的影响，减少气体渗透的危害，在一定程度上限制流体的运动，避免不必要的岩土破坏。
此外，矸石胶结充填体还可以有效改善岩石砼孔隙结构，阻止介质孔隙结构的开放，从而减小渗流量，提升岩石砼的强度性能。
通过将矸石胶结充填体引入岩石砼中，可以改变孔径的分布，形成压实的孔隙结构，降低渗透率，提高矸石砼的抗渗性能。
因此，矸石胶结充填体是一种可靠的、高性能的岩石砼填料。
《矸石骨料胶结充填体蠕变特性研究》
《矸石骨料胶结充填体蠕变特性研究》一、引言在矿山工程中，矸石骨料胶结充填体是一种重要的支护材料，其性能的优劣直接关系到矿山的生产安全和经济效益。
充填体的蠕变特性是评价其长期稳定性的重要指标之一。
因此，研究矸石骨料胶结充填体的蠕变特性，对于指导矿山工程实践、保障安全生产具有重要意义。
二、研究现状及背景目前，国内外学者针对充填体的蠕变特性进行了大量研究，但仍然存在一些问题。
例如，矸石骨料与胶结材料之间的相互作用机理、充填体在不同环境条件下的蠕变规律等尚未得到充分研究。
此外，现有研究多集中在充填体的力学性能和稳定性方面，而对于其蠕变特性的系统研究较少。
因此，本研究旨在通过实验手段，深入探讨矸石骨料胶结充填体的蠕变特性，为矿山工程提供理论依据和指导。
三、实验方法与材料本研究采用室内实验方法，以矸石骨料和胶结材料为主要原料，制备充填体试样。
实验过程中，通过施加不同的荷载和温度条件，观察充填体的蠕变过程，并记录相关数据。
实验材料主要包括矸石骨料、胶结材料、水等。
其中，矸石骨料选用经过破碎、筛分得到的合适粒径的骨料；胶结材料选用常用的水泥或石灰等；实验过程中所使用的设备包括压力机、蠕变仪、温度控制箱等。
四、实验结果与分析1. 充填体的蠕变过程在实验过程中，我们发现矸石骨料胶结充填体在受到荷载作用后，会经历瞬时弹性变形、稳定蠕变和加速蠕变三个阶段。
其中，稳定蠕变阶段是充填体长期稳定性的关键。
通过观察不同时间点的试样变形情况，可以得出充填体的蠕变曲线。
2. 影响因素分析（1）荷载影响：随着荷载的增加，充填体的蠕变速率逐渐增大，稳定性降低。
因此，在实际工程中，需要根据具体情况选择合适的充填体厚度和强度。
（2）温度影响：温度对充填体的蠕变特性有显著影响。
在高温环境下，充填体的蠕变速率加快，稳定性降低。
因此，在高温地区需要采取相应的措施来提高充填体的稳定性。
（3）矸石骨料与胶结材料的相互作用：矸石骨料与胶结材料之间的相互作用是影响充填体蠕变特性的重要因素。
《基于煤矸石混凝土的厚煤层巷旁充填体力学性能研究》
《基于煤矸石混凝土的厚煤层巷旁充填体力学性能研究》一、引言随着煤炭资源的开采，煤矸石作为煤炭生产过程中的废弃物，其处理和利用问题日益突出。
厚煤层巷旁充填技术作为一种有效的煤炭开采技术，其核心在于使用煤矸石混凝土进行充填。
这种技术不仅有利于提高煤炭开采的安全性，还能有效处理煤矸石，实现资源的再利用。
然而，煤矸石混凝土的力学性能直接影响到充填效果和巷道稳定性，因此，对其力学性能的研究显得尤为重要。
本文旨在通过对基于煤矸石混凝土的厚煤层巷旁充填体进行力学性能研究，为煤炭开采提供理论支持和实际操作指导。
二、煤矸石混凝土材料特性煤矸石混凝土主要由煤矸石、骨料、水泥等组成。
其材料特性主要包括密度、强度、耐久性等。
其中，强度是衡量其力学性能的重要指标。
煤矸石混凝土具有较高的抗压强度和抗拉强度，同时其耐久性也较好，能够在恶劣的地下环境中长期保持稳定。
此外，煤矸石混凝土还具有较好的可塑性，可以适应不同的充填需求。
三、厚煤层巷旁充填体力学性能研究方法针对厚煤层巷旁充填体，我们采用了一系列实验研究方法。
首先，我们制备了不同配比的煤矸石混凝土试样，通过对其进行了单轴压缩、三轴压缩等实验，获取了其力学性能参数。
其次，我们建立了数值模型，模拟了厚煤层巷旁充填体的实际工作状态，分析了其应力分布和变形情况。
最后，我们结合现场实际，对充填体的长期稳定性进行了观测和分析。
四、实验结果与分析通过实验和数值模拟，我们得到了以下结论：1. 煤矸石混凝土的力学性能与其配比密切相关。
在合适的配比下，煤矸石混凝土能够表现出较好的力学性能。
2. 在单轴压缩和三轴压缩实验中，煤矸石混凝土表现出较高的抗压强度和抗拉强度。
同时，其具有较好的能量吸收能力，能够在受到外力作用时消耗大量能量。
3. 通过数值模拟，我们发现厚煤层巷旁充填体在受到外力作用时，应力分布较为均匀，变形情况也较为稳定。
这表明煤矸石混凝土作为充填材料具有较好的稳定性。
4. 在现场实际观测中，我们发现煤矸石混凝土充填体在长期工作中表现出较好的稳定性，能够有效支撑巷道，防止其变形和坍塌。
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复采区煤矸石充填材料力学特性研究
设计不同配比材料强度测试方案。
以煤矸石为原料根据试验设计的配比，按照国家相关规范要求，添加高水材料制作速凝固化充填材料试样，并进行养护。
对取自施工现场的材料进行抗压和劈裂抗拉强度试验，实验研究表明，所采用的充填材料强度满足设计要求。
标签：
煤矸石；配比试验；力学特性
doi：10.19311/ki.16723198.2016.10.092
1 引言
焦煤是我国的优质煤种资源，属世界稀缺煤种。
随着我国煤炭资源的日益减少，建筑物下、铁路下、水体下和承压水上的压煤开采目前已成为我国煤炭企业面临的主要技术难题。
真实的回采区巷道分布难以准确判断，但通过对工作面推进过程中矸石冒落带的形状、分布和注浆过程中的观察，推测一串互相连通的巷道顶板垮落是形成采空区的主要原因。
复采利用是指在老矿井、老水平、老采区、老工作面等，由于地质、采矿、管理技术以及时间变化等原因造成上述地区遗留煤炭，对这些遗留煤炭重新开采利用的过程就叫复采利用。
充填复采是采用泵送注浆的方式充填采空区，保证工作面按照正常方式推进回采，具有经济、高效、简单、安全等优点，是一种实现安全高采出率开采，深度提高矿井经济效益的技术。
根据试验过程中得到的数据，计算材料的弹性模量，剪切模量，泊松比，抗压强度等力学特性参数。
根据全应力-应变曲线与材料力学特性，优化材料配比。
2 充填材料选择
虽然小煤窑回采巷道的分布位置难以确定，但是通过观察可推测大面积的采空区是一串互相连通的巷道顶板垮落后形成的，此类问题可以使用注浆充填这个方法来解决。
2.1 充填材料要求
根据施工及回采的要求，充填材料应具有以下特性。
（1）材料力学性能必须满足顶板支护的要求，同时强度配比易于调节。
（2）部分材料充填后处在煤机截割范围内，因此应具有可截割性。
（3）井下环境复杂，施工空间受限，所以充填系统应简单易操作。
（4）材料会混入煤炭，且不易水化，具备可洗选性。
（5）材料要易于购买，材料成本需可控。
（6）考虑到需要自流填充，材料需要具有一定流动性。
2.2 充填材料选择
以煤矸石为原料，根据设计的配比方案，按照国家相关规范要求，添加高水材料制作速凝固化充填材料试样。
其中高水固结充填体是指利用高水速凝材料与水经搅拌制成的混合料浆，用泵或自流输送到采空区后，凝结成的固化体，具有耐水、速凝、强度可再生等特点。
3 试验方案设计
3.1 材料的抗压强度与抗拉强度
岩石的抗压强度是指在无侧束状态下所能承受的最大压力，强度试验中最主要的便为抗压强度的试验。
充填材料的抗压强度是否达到要求，将对回采过程中工作面安全可靠产生重要影响。
抗拉强度即表征材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形；为它没有形成脆性材料的均匀的塑性变形，拉伸强度反映了材料的抗断裂性。
由于填充材料是可以拉伸和压缩，若材料的拉伸强度小于在采矿影响抗压强度，在采动影响下，充填体可能产生拉破坏而失去承载能力。
对材料的抗拉强度研究将对指导掌握回采过程中充填材料支撑能力和选取复采区支护方式起到帮助作用。
3.2 实验方法
3.3 设备描述
微机控制岩石伺服三轴、剪切（蠕变）压力试验机，可以实现岩石单轴、三轴、岩石直剪、岩石三轴（单轴）蠕变、岩石剪切蠕变等多种试验，能够完成在不同围压、测试岩石的弹性参量；全应力—变应力试验，获得峰值强度和残余强度；蠕变试验；松弛试验。
3.4 试样制备
实验材料取自施工现场，用边长为150mm的立方体塑料模具制作成型。
分为6组，每组3块，共18块，经振捣密实后静置一昼夜，试件拆模养护龄期为28天之后进行实验。
4 材料配比设计
充填材料试样按照水灰比1～3、煤矸石粒径大小取0（无矸石）、小于20mm、20mm～40mm、40mm～60mm，组成12组进行对比实验，表1为充填材料配比设计方案。
5 实验及结果分析
5.1 实验方法
本实验参照行业标准《SL352-2006水工混凝土试验规程》，立方体试样的单轴压缩试验采用中国矿业大学力学实验室TAWD-2000岩石伺服三轴、剪切（蠕变）压力试验机进行。
5.2 实验结果
岩石抗压强度是指岩石在单轴压力作用下达到破坏的极限强度，在数值上等于破坏时的最大压应力，进行单轴压缩试验的目的是了解充填材料承受应力和变形情况。
实验结果如表2所示。
试验加载方式采用位移控制，峰前加载速度采用0.1mm/s，峰后加载速度采用0.2mm/s。
不同配比下充填体的全应力-应变曲线形状基本一致，表现出明显的塑性，且具有相同的规律。
6 结论
充填体压缩损害时有一定的可塑性，这会破坏的过程是缓慢而渐进的，有利于回采的安全挖掘。
在特定的地质条件，采高是影响覆岩层破坏状况最重要的因素之一。
经过实验研究，研究中所配比的混凝土充填材料都可以实现注浆充填的功能作用，满足抗拉抗压强度要求，可应用于复采区充填注浆工作。
经过多次比选，在可知范围内确定采用水灰比1∶1、矸石粒径小于20mm、质量比为5的充填材料作为复采区充填材料满足全部要求且经济效益高。
参考文献
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