煤礦膠結充填材料性能需求設計

目錄
“博士后文庫”序言
序
前言
主要符號表
第1章 緒論 1
1.1 充填開采技術發(fā)展歷程 1
1.1.1 礦山充填開采技術分類 1
1.1.2 國外充填開采技術發(fā)展歷程 2
1.1.3 國內充填開采技術發(fā)展歷程 4
1.2 煤礦膠結充填開采方法 7
1.2.1 煤礦膠結充填材料及制備輸送系統(tǒng) 7
1.2.2 煤礦綜采長壁膠結充填開采方法 14
1.2.3 煤礦巷式膠結充填開采方法 16
1.3 煤礦膠結充填材料全周期性能需求設計工程與科學問題 21
1.3.1 膠結充填材料全周期性能需求設計工程問題 21
1.3.2 膠結充填材料全周期性能需求設計科學問題 24
1.4 國內外研究現狀 25
1.4.1 膠結充填開采技術 25
1.4.2 膠結充填材料及性能 29
1.4.3 粗骨料充填料漿管道輸送原理與性能需求 32
1.4.4 膠結充填材料強度設計 37
參考文獻 43
第2章 煤礦膠結充填材料輸送與力學性能 51
2.1 試驗材料與主要設備 51
2.1.1 試驗材料 51
2.1.2 主要設備 54
2.2 試驗方案與測試方法 57
2.2.1 試驗方案 57
2.2.2 測試方法 59
2.3 多因素影響下膠結充填材料輸送性能 62
2.3.1 基于正交試驗的試驗結果分析 62
2.3.2 充填料漿坍落度試驗結果 63
2.3.3 料漿擴展度試驗結果 65
2.3.4 充填料漿泌水率試驗結果 68
2.3.5 充填料漿流變試驗結果 71
2.3.6 流變指標多元回歸分析 75
2.4 多因素影響下膠結充填材料力學性能 79
2.4.1 單軸壓縮試驗結果 79
2.4.2 側限壓縮試驗結果 84
2.4.3 力學性能多元回歸分析 88
2.5 膠結充填材料微觀結構分析 89
2.6 膠結充填材料關鍵指標性能數據庫 92
參考文獻 93
第3章 煤礦膠結充填料漿輸送性能需求設計原理 95
3.1 膠結充填料漿管道輸送性能指標 95
3.1.1 輸送性能指標相關性分析 95
3.1.2 輸送性能指標綜合評定 100
3.2 膠結充填料漿管道輸送力學模型 104
3.2.1 流體區(qū)域劃分 104
3.2.2 管輸煤矸石基充填料漿流核區(qū)力學特征 107
3.2.3 管輸煤矸石基充填料漿剪切流動區(qū)力學特征 108
3.2.4 管輸煤矸石基充填料漿邊界層力學特征 111
3.3 膠結充填料漿管道輸送性能設計方法 117
3.3.1 膠結充填料漿管輸性能需求設計總體思路 117
3.3.2 膠結充填料漿管輸性能需求設計 117
3.3.3 膠結充填料漿管道輸送性能需求設計流程 118
參考文獻 120
第4章 煤礦膠結充填體早期強度需求與標定方法 121
4.1 煤礦膠結充填體早期強度定義 121
4.1.1 綜采長壁膠結充填體早期強度 121
4.1.2 巷式膠結充填體早期強度 121
4.2 煤礦膠結充填體早期強度需求設計原理 122
4.2.1 綜采長壁膠結充填體早期強度設計原理 122
4.2.2 巷式膠結充填體早期強度設計原理 128
4.3 基于貫入法的充填體凝結時間標定方法 139
4.3.1 膠結充填材料自穩(wěn)凝結時間標定 140
4.3.2 膠結充填材料自穩(wěn)凝結時間測試 141
4.4 早期強度需求設計方法 146
參考文獻 146
第5章 膠結充填體后期強度需求及其對采空區(qū)充實率的影響機制 148
5.1 煤礦膠結充填采空區(qū)充實率的內涵 148
5.1.1 充實率的定義 148
5.1.2 充實率的影響因素 149
5.1.3 充填體受力及其壓縮率 149
5.2 煤礦膠結充填采空區(qū)充實率表征模型 150
5.2.1 膠結充填體強度與壓縮率的關系 150
5.2.2 充實率表征模型 152
5.2.3 多因素對充實率的影響作用機制 156
5.3 充實率表征模型參數敏感性分析 162
5.3.1 Sobol敏感性分析方法 162
5.3.2 參數敏感性結果分析 164
5.4 煤礦膠結充填目標充實率 168
5.4.1 控制頂板下沉的目標充實率 168
5.4.2 控制導水裂隙帶的目標充實率 170
5.4.3 控制地表沉陷的目標充實率 171
5.5 充實率表征模型的數值模擬驗證 172
5.5.1 數值模擬參數 172
5.5.2 模型及模擬方案 175
5.5.3 模擬結果分析 176
5.6 膠結充填體后期強度需求設計方法 184
參考文獻 186
第6章 膠結充填材料配比優(yōu)化方法 188
6.1 超目標優(yōu)化改進算法 188
6.1.1 NSGA算法 188
6.1.2 NSGA-Ⅲ超目標算法 189
6.2 膠結充填材料配比優(yōu)化方法 190
6.2.1 控制目標及優(yōu)化參數 190
6.2.2 膠結充填材料多目標配比優(yōu)化流程 191
6.3 煤礦膠結充填體性能與配比智能化設計平臺 192
6.3.1 性能與配比智能化設計原理 192
6.3.2 智能化設計平臺編寫與實現工具 194
6.3.3 智能化設計平臺實例 197
參考文獻 198
第7章 工程實例 200
7.1 綜采長壁膠結充填全周期性能需求設計實例 200
7.1.1 煤礦綜采長壁膠結充填工程背景 200
7.1.2 長壁膠結充填輸送性能需求設計 204
7.1.3 長壁膠結充填體強度性能需求設計 207
7.1.4 長壁膠結充填材料配比優(yōu)化設計 210
7.1.5 綜采長壁膠結充填實例應用效果 212
7.2 巷式膠結充填全周期性能需求設計實例 213
7.2.1 煤礦巷式膠結充填工程背景 213
7.2.2 巷式膠結充填輸送性能需求設計 219
7.2.3 巷式膠結充填體強度性能需求設計 221
7.2.4 巷式膠結充填材料配比優(yōu)化設計 224
7.2.5 巷式膠結充填實例應用效果 225
參考文獻 227
編后記 228