【摘要】：為提高西部礦區(qū)散體充填材料的抗壓性能,采用掃描電子顯微鏡技術、圖像處理技術以及顆粒流數值模擬相結合的方法,研究散體充填材料的細觀參數與宏觀應變量之間的關系。通過選取顆粒等效粒徑、顆粒形狀系數、顆粒定向度、表觀孔隙率、連通率和顆粒接觸關系等6個指標對散體充填材料的形態(tài)特征、孔隙特征、接觸特征進行了細觀量化分析;通過PFC數值模擬對散體充填材料細觀參數與宏觀壓實力學特性的相關性進行了模擬研究,結果表明:顆粒摩擦因數和顆粒孔隙率是散體充填材料宏觀應變量的主控參數。基于西部礦區(qū)散體充填材料的細觀結構,從減少充填材料孔隙率和增大充填材料摩擦性兩方面出發(fā),對其進行優(yōu)化,并將優(yōu)化后的散體充填材料在陜北常興煤礦3101工作面進行工業(yè)性試驗,實測地表最大下沉量為15 mm,最大水平變形為0.8 mm/m,地表沉陷得到有效控制。
[Abstract]:In order to improve the compressive performance of bulk filling materials in western mining area, scanning electron microscopy (SEM), image processing and numerical simulation of particle flow were adopted. The relationship between macro-strain and meso-parameters of bulk filling materials is studied. The morphology, pore characteristics and contact characteristics of granular filling materials were analyzed by selecting six indexes, such as equivalent particle size, particle shape coefficient, particle orientation, apparent porosity, connectivity and particle contact relationship. The correlation between microscopic parameters and macroscopic compaction mechanical properties of bulk filling materials is simulated by PFC numerical simulation. The results show that particle friction coefficient and particle porosity are the main control parameters of macro strain of bulk filling materials. Based on the mesoscopic structure of bulk filling material in the west mining area, the porosity of filling material is reduced and the friction property of filling material is increased. The optimized bulk filling material is tested in 3101 face of Changxing Coal Mine in Northern Shaanxi Province. The measured maximum subsidence is 15 mm, and the maximum horizontal deformation is 0. 8 mm/m,.
【作者單位】： 中國礦業(yè)大學礦業(yè)工程學院;中國礦業(yè)大學深部煤炭資源開采教育部重點實驗室;
【基金】：國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973)資助項目(2013CB227905) 江蘇特聘教授資助項目(蘇教師(2015)29號) “青藍工程”資助項目(蘇教師(2014)23號)
【分類號】：TD823.7

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本文編號：2347135