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2021年第10期
2021-10-11
46

采煤沉陷区治理时高浓度浆液流变时效特性研究

  • 作者:

    朱世彬
    王晓东
    武博强
  • 关键词:

    煤矿采空区
    高浓度浆液
    流变参数
    沉陷区治理
  • 作者单位:

    中煤科工集团西安研究院有限公司

摘要

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摘要:

研究高浓度浆液流变特性随时间变化规律对采空区注浆充填有重要意义为准确掌握高浓度浆液在采空区中形成的堆积体大小与形态。选取水泥为胶结材料,标准砂为骨料,对不同骨胶比高浓度充填浆液流变参数随着时间变化规律进行研究。结果表明,剪切速率在0~60 s-1递增过程中,浆液的剪切应力和表观黏度均会先突增至某一值然后下降;剪切速率在60~0 s-1递减过程中,浆液的剪切应力和表观黏度为线性递减。剪切速率上升时对应的剪切应力和表观黏度均大于下降时的剪切应力和表观黏度,浆液具有触变性。剪切速率在60~0 s-1递减过程浆液符合Bingham模型,且剪切速率减小过程更满足高浓度浆液充填采空区的实际工况。利用Bingham模型求得不同时间浆液塑性黏度和屈服应力,随着静置时间增加,高浓度浆液屈服应力和塑性黏度整体增加,触变性整体增加;相同静置时间下,骨料占比越多,浆液的塑性黏度和屈服应力越大。高浓度浆液随时间的流变规律主要受到硅酸三钙反应影响,生成的针状水化硅酸钙直接影响了不同静置时间下高浓度浆液的黏度、屈服应力和触变性,2 h以内,针状水化硅酸钙在砂颗粒之间的桥接作用使高浓度浆液的黏度、屈服应力和触变性都增加。水灰比一定,水泥水化反应一定,骨料越多,水泥浆液在骨料上形成的膜越薄,骨料之间生成针状水化硅酸钙越多。根据试验数据拟合了塑性黏度和屈服应力随时间的变化公式,为后续高浓度浆液充填工艺中关键参数设定提供一定的依据。

朱世彬,王晓东,武博强.采煤沉陷区治理时高浓度浆液流变时效特性研究[J].煤炭科学技术,2021,49(10):122-127. ZHU Shibin,WANG Xiaodong,WU Boqiang.Study on time-dependent characteristics of rheological parameters on high-concentration slurry in treatment of coal mining subsidence area[J].Coal Science and Technology,2021,49(10):122-127.

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