学位论文

湿喷混凝土管道输送阻力特性其影响因素研究——吴建勋

来源:膏体充填中心    发布时间:2016-02-15 11:13:38    

 为实现板庙子金英金矿公司安全高效开采的目标,充分发挥湿喷台车以及相关服务台车的运营效能,提高巷道支护作业施工效率。为此,依托《板庙子金矿安全高效开采综合技术研究》项目下“高效机械化湿喷混凝土工艺技术研究”内容,以湿喷混凝土为研究对象,综合配合比正交设计、室内试验、半工业环管试验等手段,开展湿喷混凝土管道输送阻力特性研究及其影响因素研究。主要内容及成果如下:

1)从湿喷混凝土配合比设计原则入手,结合前期室内试验材料理化性质测定结果,初步设计了本次研究内容中湿喷混凝土料的配合比及各因素用量:其中水泥用量440kg/m3460kg/m3480kg/m3;水灰比0.420.450.48;砂率50%60%70%;减水剂掺量为水泥用量的1%。在此基础上,通过对比全面试验与正交试验的工作量、试验费用及现场试验条件,最终选定以正交试验作为本文试验方案。
2)根据配合比设计,进行了湿喷混凝土料浆室内塌落度试验及7d28d单轴抗压强度测试,并通过数学分析软件SPSS进行各配合比因素对料浆塌落度及强度影响关系大小的分析,结果表明:基于本次试验材料的理化特性,对湿喷混凝土塌落度起主要影响作用的因素是砂率(105.556)即骨料级配,其次是水泥用量(21.056)和水灰比3.389);对湿喷混凝土7d28d单轴抗压强度起主要决定作用的影响因素是砂率(34.683/86.86)即骨料级配,其次是水泥用量(18.149/45.172)和水灰比(5.457/15.030)。
3)设计了适合于湿喷混凝土料浆管道参数测试的环管试验系统,开展了湿喷混凝土料浆环管泵送试验,采集大量数据,统计、计算了不同塌落度、不同流速下的湿喷混凝土料浆在水平直管、弯管、变径管等各种管道内的沿程阻力损失。
4)分析了湿喷混凝土料浆输送阻力与塌落度、流量间的关系,结果表明:流速一定时,各管道内的压力损失随着塌落度的增大而减小,且表现出“缓—急—缓”的减小趋势;塌落度一定时,各管道沿程阻力随着流量的增大总体呈增大趋势,但各组增长情况不同。
5)对测试全程中各配合比下流量与阻力损失间的协同关系进行分析,表明:同一配比的湿喷料,阻力损失与输送流量呈正相关;随着塌落度的增大,阻力损失与输送流量正相关的程度逐渐减弱。
6)通过对比实际测量的管输阻力值与S.Morinaga公式理论计算值,分析实测值与理论值之间的关系,并对造成两者差距的原因进行分析,认为在一定的范围内可通过引进修正系数,从而使理论公式与特定条件下(材料、配比)的湿喷混凝土管输阻力计算吻合。
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