煤礦膠結(jié)充填材料性能需求設(shè)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(shù)發(fā)展歷程 1
1.1.1 礦山充填開采技術(shù)分類 1
1.1.2 國外充填開采技術(shù)發(fā)展歷程 2
1.1.3 國內(nèi)充填開采技術(shù)發(fā)展歷程 4
1.2 煤礦膠結(jié)充填開采方法 7
1.2.1 煤礦膠結(jié)充填材料及制備輸送系統(tǒng) 7
1.2.2 煤礦綜采長壁膠結(jié)充填開采方法 14
1.2.3 煤礦巷式膠結(jié)充填開采方法 16
1.3 煤礦膠結(jié)充填材料全周期性能需求設(shè)計工程與科學(xué)問題 21
1.3.1 膠結(jié)充填材料全周期性能需求設(shè)計工程問題 21
1.3.2 膠結(jié)充填材料全周期性能需求設(shè)計科學(xué)問題 24
1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 25
1.4.1 膠結(jié)充填開采技術(shù) 25
1.4.2 膠結(jié)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(jié)充填材料強度設(shè)計 37
參考文獻 43
第2章 煤礦膠結(jié)充填材料輸送與力學(xué)性能 51
2.1 試驗材料與主要設(shè)備 51
2.1.1 試驗材料 51
2.1.2 主要設(shè)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(jié)充填材料輸送性能 62
2.3.1 基于正交試驗的試驗結(jié)果分析 62
2.3.2 充填料漿坍落度試驗結(jié)果 63
2.3.3 料漿擴展度試驗結(jié)果 65
2.3.4 充填料漿泌水率試驗結(jié)果 68
2.3.5 充填料漿流變試驗結(jié)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(jié)充填材料力學(xué)性能 79
2.4.1 單軸壓縮試驗結(jié)果 79
2.4.2 側(cè)限壓縮試驗結(jié)果 84
2.4.3 力學(xué)性能多元回歸分析 88
2.5 膠結(jié)充填材料微觀結(jié)構(gòu)分析 89
2.6 膠結(jié)充填材料關(guān)鍵指標性能數(shù)據(jù)庫 92
參考文獻 93
第3章 煤礦膠結(jié)充填料漿輸送性能需求設(shè)計原理 95
3.1 膠結(jié)充填料漿管道輸送性能指標 95
3.1.1 輸送性能指標相關(guān)性分析 95
3.1.2 輸送性能指標綜合評定 100
3.2 膠結(jié)充填料漿管道輸送力學(xué)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(xué)特征 107
3.2.3 管輸煤矸石基充填料漿剪切流動區(qū)力學(xué)特征 108
3.2.4 管輸煤矸石基充填料漿邊界層力學(xué)特征 111
3.3 膠結(jié)充填料漿管道輸送性能設(shè)計方法 117
3.3.1 膠結(jié)充填料漿管輸性能需求設(shè)計總體思路 117
3.3.2 膠結(jié)充填料漿管輸性能需求設(shè)計 117
3.3.3 膠結(jié)充填料漿管道輸送性能需求設(shè)計流程 118
參考文獻 120
第4章 煤礦膠結(jié)充填體早期強度需求與標定方法 121
4.1 煤礦膠結(jié)充填體早期強度定義 121
4.1.1 綜采長壁膠結(jié)充填體早期強度 121
4.1.2 巷式膠結(jié)充填體早期強度 121
4.2 煤礦膠結(jié)充填體早期強度需求設(shè)計原理 122
4.2.1 綜采長壁膠結(jié)充填體早期強度設(shè)計原理 122
4.2.2 巷式膠結(jié)充填體早期強度設(shè)計原理 128
4.3 基于貫入法的充填體凝結(jié)時間標定方法 139
4.3.1 膠結(jié)充填材料自穩(wěn)凝結(jié)時間標定 140
4.3.2 膠結(jié)充填材料自穩(wěn)凝結(jié)時間測試 141
4.4 早期強度需求設(shè)計方法 146
參考文獻 146
第5章 膠結(jié)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(jié)充填采空區(qū)充實率的內(nèi)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(jié)充填采空區(qū)充實率表征模型 150
5.2.1 膠結(jié)充填體強度與壓縮率的關(guān)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(shù)敏感性分析 162
5.3.1 Sobol敏感性分析方法 162
5.3.2 參數(shù)敏感性結(jié)果分析 164
5.4 煤礦膠結(jié)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(dǎo)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(shù)值模擬驗證 172
5.5.1 數(shù)值模擬參數(shù) 172
5.5.2 模型及模擬方案 175
5.5.3 模擬結(jié)果分析 176
5.6 膠結(jié)充填體后期強度需求設(shè)計方法 184
參考文獻 186
第6章 膠結(jié)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(jié)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(shù) 190
6.2.2 膠結(jié)充填材料多目標配比優(yōu)化流程 191
6.3 煤礦膠結(jié)充填體性能與配比智能化設(shè)計平臺 192
6.3.1 性能與配比智能化設(shè)計原理 192
6.3.2 智能化設(shè)計平臺編寫與實現(xiàn)工具 194
6.3.3 智能化設(shè)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(jié)充填全周期性能需求設(shè)計實例 200
7.1.1 煤礦綜采長壁膠結(jié)充填工程背景 200
7.1.2 長壁膠結(jié)充填輸送性能需求設(shè)計 204
7.1.3 長壁膠結(jié)充填體強度性能需求設(shè)計 207
7.1.4 長壁膠結(jié)充填材料配比優(yōu)化設(shè)計 210
7.1.5 綜采長壁膠結(jié)充填實例應(yīng)用效果 212
7.2 巷式膠結(jié)充填全周期性能需求設(shè)計實例 213
7.2.1 煤礦巷式膠結(jié)充填工程背景 213
7.2.2 巷式膠結(jié)充填輸送性能需求設(shè)計 219
7.2.3 巷式膠結(jié)充填體強度性能需求設(shè)計 221
7.2.4 巷式膠結(jié)充填材料配比優(yōu)化設(shè)計 224
7.2.5 巷式膠結(jié)充填實例應(yīng)用效果 225
參考文獻 227
編后記 228