覆岩隔离注浆充填矸石粉浆液流动性质测试方法技术

本发明专利技术的一种覆岩隔离注浆充填矸石粉浆液流动性质测试方法，属于采矿工程绿色开采领域。沉淀率是矸石粉浆液的主要流动性质，通过沉淀率测试获得不同粒径范围、不同水灰比的充填浆液相应的沉淀率，并将每种粒径范围下，水灰比与沉淀率数据一一对应，得出如y＝a ln(x)+b的函数关系式，随着参数的不同而变化，该式即为该种矸石粉浆液在其中一种粒径范围下，水灰比与沉淀率的关系式，从而得出每种粒径范围下水灰比与沉淀率的关系式，通过该函数关系式能够计算得出每种粒径范围下，矸石粉浆液各种水灰比对应的沉淀率。本测试方法完善，有着测试一种矸石粉浆液沉淀率，得出该种矸石粉各个状态下浆液沉淀率的优势。状态下浆液沉淀率的优势。状态下浆液沉淀率的优势。

【技术实现步骤摘要】
覆岩隔离注浆充填矸石粉浆液流动性质测试方法


[0001]本专利技术涉及一种矸石粉浆液流动性质测试方法，尤其适用于一种覆岩隔离注浆充填矸石粉浆液流动性质测试方法，属于采矿工程绿色开采领域。

技术介绍

[0002]建筑物压煤一直是困扰我国煤矿开采的重大技术难题，压煤总量近百亿吨，东部矿区甚至超过总储量的50％，是矿区资源开发与和谐人居环境之间的尖锐矛盾。井工开采煤炭会造成地表塌陷，导致水土流失，造成经济损失和环境破坏。开采建筑物下压煤对于解放煤炭资源、缓解资源开发与人居之间的矛盾、保护环境有着重大的意义。
[0003]覆岩隔离注浆充填技术是重要的建筑下压煤开采技术，有着开采与充填互不干扰、巷道掘进率低、吨煤充填成本低等优势，得到了广泛的认同与应用。该技术将矸石粉制成浆液，且对于矸石粉浆液的流动性质要求很高。沉淀率是矸石粉浆液的主要流动性质，但是对于沉淀率的测试方法并不成熟，没有专门的测试系统，很难大规模对于矸石粉浆液进行测试。因此，有必要研究一种覆岩隔离注浆充填矸石粉浆液流动性质测试方法，以测试矸石粉浆液的流动性质，筛选出可以使用的矸石粉浆液。

技术实现思路

[0004]技术问题：为解决现有技术问题，本专利技术提供了一种稳定性高、操作简单的覆岩隔离注浆充填矸石粉浆液流动性质测试方法。
[0005]技术方案：为实现上述目的，本专利技术的覆岩隔离注浆充填矸石粉浆液流动性质测试方法，其步骤如下：
[0006]首先选择待制备充填浆液的矸石粉，需保持无明显湿润状态，之后将矸石粉盛放在金属无磁盘中，在干燥箱中以105℃干燥6
‑
10小时，使矸石粉完全干燥，以确保测试中的水灰比准确；
[0007]将矸石粉分别用60目、100目、200目、325目方孔筛过筛，得到粒径≥60目、60目>粒径≥100目、100目>粒径≥200目、200目>粒径≥325目、粒径<325目5种粒径范围的矸石粉；使用不同粒径范围的矸石粉，配置多种不同水灰比的充填浆液，浆液水灰比从0.6至2，其中间隔为0.2，从2至6，其中间隔为1，利用5种不同粒径范围的矸石粉分别配置以上12种水灰比的充填浆液共60种不同的充填浆液，其中每种相同粒径相同水灰比的充填浆液配置3组，每组之间差距不超过5％，备用以检测不同粒径不同水灰比配置的充填浆液的流动性质数据；
[0008]矸石粉浆液的主要流动性质是沉淀率，因此通过沉淀率测试获得不同粒径范围、不同水灰比的充填浆液相应的沉淀率，并将每种粒径范围下，水灰比与沉淀率数据一一对应，将水灰比和沉淀率数据通过origin软件进行拟合，得出如y＝aln(x)+b的函数关系式，其中a、b为常数，随着实验参数的不同而变化，该式即为该种矸石粉浆液在其中一种粒径范围下，水灰比与沉淀率的关系式，从而得出每种粒径范围下水灰比与沉淀率的关系式，通过
该函数关系式能够计算得出每种粒径范围下，矸石粉浆液各种水灰比对应的沉淀率。
[0009]按照水灰比配比时，由于水量过多和过少都不利于测试，配置用水500g，利用5种粒径范围的矸石粉分别配置矸石粉浆液；首先沉淀率测试从粒径≥60目、水灰比6的浆液开始进行，利用水量500g，矸石粉质量83.3g配置并进行测试，测试结束后，开始配置水灰比5，水量500g，矸石粉质量100g，这时不必重新配置浆液，只需在水灰比6浆液的基础上加入同种粒径的100g
‑
83.3g＝16.7g矸石粉，即达到浆液水灰比为5，然后利用玻璃棒重新搅拌，恢复到浆液沉淀之前的状态，用胶头滴管将多出的浆液吸出；按照同样方法配置其他水灰比更小的浆液，进行测试，从而节省矸石粉浆液的配置时间。
[0010]通过测试出矸石粉最大粒径在2mm以内的粒径范围，即可通过不同粒径范围占比加权计算出矸石粉浆液的沉淀率，测试矸石磨成矸石粉Ⅰ，不同粒径范围水灰比与沉淀率的关系式分别为：粒径≥60目y1＝a1ln(x1)+b1、60目>粒径≥100目y2＝a2ln(x2)+b2、100目>粒径≥200目y3＝a3ln(x3)+b3、200目>粒径≥325目y4＝a4ln(x4)+b4、粒径<325目y5＝a5ln(x5)+b5；将矸石磨成矸石粉Ⅱ，其中粒径≥60目占比5％、60目>粒径≥100目占比10％、100目>粒径≥200目占比40％、200目>粒径≥325目占比30％、粒径<325目占比15％，则矸石粉Ⅱ的浆液在某一水灰比下的沉淀率y＝y1×
5％+y2×
10％+y3×
40％+y4×
30％+y5×
15％。
[0011]利用origin软件对测试获得的水灰比与沉淀率关系进行拟合，二者相关系数需大于等于95％，若小于95％，则将偏差程度较大的数据重新测试；
[0012]一种覆岩隔离注浆充填矸石粉浆液流动性质测试方法，使用的测试系统包括主体框架，主体框架上分别设有试验平台和储存区域；
[0013]所述储存区域包括整齐排列的多个量筒托，量筒托上分别设有待使用量筒以及容纳多个备用量杯的空间，并在齐排列的多个量筒托边缘设有用于储物的抽屉，支架两侧设有把手；
[0014]所述试验平台包括沥水板，沥水板上方两侧通过支架分别设有多个照明灯，沥水板底部为漏斗结构，漏斗结构的最低处设有下水管，照明灯之间在沥水板上分别设有试管刷、多个当前操作量筒、摄像头和搅拌区域；沥水板上方还设有水喷头，其中水喷头通过水喷头阀门连接有水源，所述量筒夹设置沥水板上；
[0015]所述搅拌区域准备区域包括承重量杯、质量传感器、搅拌机、搅拌机上设置的搅拌机开关、搅拌扇叶、导浆管、导浆管阀门，用于制成浆液；其中承重量杯设置在质量传感器上方，搅拌机底端设置的搅拌扇叶伸入承重量杯中用以对承重量杯中物料进行搅拌，承重量杯底端设有导浆管并与当前操作量筒连接，导浆管上设有导浆管阀门；计时器设置在主体框架上；所述搅拌机通过链路现有与总开关和总电源连接，总开关与搅拌机之间设有搅拌机开关；
[0016]a.将沥水板底部漏斗结构与下水管连接，将水喷头接通水源，同时将搅拌机、照明灯和摄像头接通总电源，打开总电源的总开关，照明灯启动照明；
[0017]b.在承重量杯中称量不同水灰比的矸石粉和水的质量，后在承重量杯中混合，打开搅拌机开关，用搅拌机进行搅拌制成浆液，关闭搅拌机开关，从量筒托上拿下待使用量筒，放置在沥水板上备用，导浆管接入当前操作量筒中，打开导浆管阀门，使搅拌完成的浆液流入当前操作量筒；
[0018]c.在浆液流入完成的同时，利用摄像头和计时器检测计量浆液沉淀率，直到将所
有的配置浆体测试完成，得出所有配置的浆液沉淀率数据；
[0019]d.测试结束后，关闭摄像头和计时器，将当前操作量筒中的浆液导入导水槽，用量筒夹夹住当前操作量筒，打开水喷头阀门使用水喷头清洗当前操作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种覆岩隔离注浆充填矸石粉浆液流动性质测试方法，其特征在于步骤如下：首先选择待制备充填浆液的矸石粉，需保持无明显湿润状态，之后将矸石粉盛放在金属无磁盘中，在干燥箱中以105℃干燥6
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10小时，使矸石粉完全干燥，以确保测试中的水灰比准确；将矸石粉分别用60目、100目、200目、325目方孔筛过筛，得到粒径≥60目、60目>粒径≥100目、100目>粒径≥200目、200目>粒径≥325目、粒径<325目5种粒径范围的矸石粉；使用不同粒径范围的矸石粉，配置多种不同水灰比的充填浆液，浆液水灰比从0.6至2，其中间隔为0.2，从2至6，其中间隔为1，利用5种不同粒径范围的矸石粉分别配置以上12种水灰比的充填浆液共60种不同的充填浆液，其中每种相同粒径相同水灰比的充填浆液配置3组，每组之间差距不超过5％，备用以检测不同粒径不同水灰比配置的充填浆液的流动性质数据；矸石粉浆液的主要流动性质是沉淀率，因此通过沉淀率测试获得不同粒径范围、不同水灰比的充填浆液相应的沉淀率，并将每种粒径范围下，水灰比与沉淀率数据一一对应，将水灰比和沉淀率数据通过origin软件进行拟合，得出如y＝a ln(x)+b的函数关系式，其中a、b为常数，随着实验参数的不同而变化，该式即为该种矸石粉浆液在其中一种粒径范围下，水灰比与沉淀率的关系式，从而得出每种粒径范围下水灰比与沉淀率的关系式，通过该函数关系式能够计算得出每种粒径范围下，矸石粉浆液各种水灰比对应的沉淀率。2.根据权利要求1所述的覆岩隔离注浆充填矸石粉浆液流动性质测试方法，其特征在于：按照水灰比配比时，由于水量过多和过少都不利于测试，配置用水500g，利用5种粒径范围的矸石粉分别配置矸石粉浆液；首先沉淀率测试从粒径≥60目、水灰比6的浆液开始进行，利用水量500g，矸石粉质量83.3g配置并进行测试，测试结束后，开始配置水灰比5，水量500g，矸石粉质量100g，这时不必重新配置浆液，只需在水灰比6浆液的基础上加入同种粒径的100g
‑
83.3g＝16.7g矸石粉，即达到浆液水灰比为5，然后利用玻璃棒重新搅拌，恢复到浆液沉淀之前的状态，用胶头滴管将多出的浆液吸出；按照同样方法配置其他水灰比更小的浆液，进行测试，从而节省矸石粉浆液的配置时间。3.根据权利要求1所述的覆岩隔离注浆充填矸石粉浆液流动性质测试方法，其特征在于：通过测试出矸石粉最大粒径在2mm以内的粒径范围，即可通过不同粒径范围占比加权计算出矸石粉浆液的沉淀率，测试矸石磨成矸石粉Ⅰ，不同粒径范围水灰比与沉淀率的关系式分别为：粒径≥60目y1＝a
1 ln(x1)+b1、60目>粒径≥100目y2＝a2ln(x2)+b2、100目>粒径≥200目y3＝a
3 ln(x3)+b3、200目>粒径≥325目y4＝a
4 ln(x4)+b4、粒径<325目y5＝a
5 ln(x5)+b5；将矸石磨成矸石粉Ⅱ，其中粒径≥60目占比5％、60目>粒径≥100目占比10％、100目>粒径≥200目占比40％、200目>粒径≥325目占比30％、粒径<325目占比15％，则矸石粉Ⅱ的浆液在某一水灰比下的沉淀率y＝y1×
5％+y2×
10％+y3×
40％+y4×
30％+y5×
15％。4.根据权利要求1所述的覆岩隔离注浆充填矸石粉浆液流动性质测试方法，其特征在于：利用origin软件对测试获得的水灰比与沉淀率关系进行拟合，二者相关系数需大于等于95％，若小于95％，则将偏差程度较大的数据重新测试。5.一种覆岩隔离注浆充填矸石粉浆液流动性质测试方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮，王秉龙，
申请(专利权)人：徐州格润矿山技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：