煤矸石击实特性试验Compaction Characteristics of Coal Gangue
杨闯;唐朝晖;柴波;胡雪松;余小龙;
摘要(Abstract)：
天然煤矸石级配极不均匀,多变量控制下的击实特性试验研究对其合理利用有着重要意义。以广西合山市某煤矸石堆为例,现场筛分得到该煤矸石堆天然矸石级配曲线,并设计了5种人工级配试验样进行击实试验,得到不同级配煤矸石的最佳含水率和最大干密度。测试了不同击实数(不同击实能量)作用下煤矸石的破碎值及休止角等指标参数。研究表明:煤矸石击实性受含水率、颗粒级配和击实能量等因素影响,大于5mm的粗颗粒质量分数(P_5)为70%时击实效果最佳;随着粗颗粒含量的增加,击实最优含水率由P_5=10%的8%降低为P_5=70%的4%;煤矸石击实过程可以简化为3个阶段:初期的颗粒间压密、中期的颗粒破碎和后期的弹性回弹,击实破碎可以有效地改善其散体的级配条件,在填筑工程施工过程中,应确保单位体积击实能量不小于437kJ/m3;煤矸石休止角与颗粒级配及击实程度关系密切,P_5=70%时煤矸石休止角最大。
关键词(KeyWords)： 煤矸石;击实试验;颗粒级配;干密度;休止角
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(41572256);; 国家矿山地质环境治理专项重点工程项目(合山市矿山地质环境治理);; 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目
作者(Author): 杨闯;唐朝晖;柴波;胡雪松;余小龙;
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DOI: 10.19509/j.cnki.dzkq.2017.0331
参考文献(References)：
- [1]王占岐,庄新国.六盘水市煤炭资源开发环境影响初探[J].地质科技情报,2000,19(2):75-77.
- [2]黄俊雄,邓寅生,张新.煤矸石填充煤矿采空区的环境影响试验研究[J].水文地质工程地质,2005,32(2):68-70.
- [3]冯忠居,张永清.粗粒土路基的压实试验[J].长安大学学报:自然科学版,2004,24(3):9-12.
- [4]冯瑞玲,陶建利,赵占厂,等.含粗粒的细粒土的压实特性研究[J].岩土力学,2010,31(2):382-386.
- [5]郭庆国.粗粒土的工程特性及应用[M].郑州:黄河水利出版社,1999.
- [6]刘松玉,童立元,邱钰,等.煤矸石颗粒破碎及其对工程力学特性影响研究[J].岩土工程学报,2005,27(5):505-510.
- [7]姜振泉,季梁军,左如松.煤矸石的破碎压密作用机制研究[J].中国矿业大学学报,2001,30(2):31-34.
- [8]Tang Z H,Dong X X,Chai B.Evaluation of particle size distribution of coal gangue through fractal method in Dongkuang Mine,Heshan,China[J].Journal of Materials in Civil Engineering,2014,26(8):839-844.
- [9]叶晓明,苏磊,明成云.大型击实试验研究初探[J].地下空间,2001,21(2):138-142,160.
- [10]尤苏南.轻重两用型大型击实仪的仪器结构和使用方法[J].水利与建筑工程学报,2012,10(2):156-159.
- [11]葛灿灿.煤矸石击实性能的试验研究[J].工程与建设,2015,29(2):228-229.
- [12]李宗耀.寒冷地区综合利用煤矸石筑路技术研究[D].西安:长安大学,2008.
- [13]Tang Z H,Dong X X,Yang Y.Research on the Relationship between grain composition and repose angle of coal gangue in Dongkuang Mine,Heshan City,Guangxi,China[J].Journal of Earth Science,2014,25(2):309-314
- [14]黄达,何兴江,裴向军,等.煤矿排土场边坡变形失稳特征FLAC~(3D)模拟分析[J].水文地质工程地质,2008,35(6):61-65.