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新材料与高水速凝材料(代序)1

第一章 高水速凝材料的基本性能1

第一节 高水速凝材料的物理性能1

1. 高水速凝材料的强度1

前言2

2. 高水速凝材料硬化体应力--应变曲线6

1. 凝结时间9

3. 高水速凝材料的可泵性9

第二节 高水速凝材料的化学特性9

2. 高水速凝材料硬化体的含水量12

3. 高水速凝材料硬化体的耐水性13

常用标准水泥化学分子式简写14

4. 高水速凝材料硬化体的抗风化性能14

5. 高水速凝材料硬化体的耐蚀性能15

6. 高水速凝材料硬化体的耐热性能16

第二章 高水速凝材料水化反应机理及微观分析17

第一节 高水速凝材料的热力学分析17

1. 热焓(△H)的分析17

2. 熵(△S)的分析22

3. △G的分析23

第二节 高水速凝材料的水化硬化机理29

1. 单矿物水化29

2. 高水速凝材料的水化反应32

3. 结论37

第三节 高水速凝材料硬化体微观分析38

1. 高水速凝材料硬化体的物相结构39

2. 高水速凝材料硬化体的微观形貌50

3. 高水速凝材料硬化体的风化机理50

第三章 高水速凝材料的原材料分析59

第一节 高铝型甲料60

1. 铝酸一钙(CaO·Al2O3)64

2. 二铝酸一钙(CaO·2Al2O3)64

3. 七铝酸十二钙(12CaO·7Al2O3)65

4. 铝方柱石(2CaO·Al2O3·SiO2)66

第二节 硫铝型甲料69

1. 硫铝酸钙(3CaO·3Al2O3·CaSO4)70

2. 硅酸二钙(2CaO·SiO2)70

第三节 其它材料73

1. 石灰74

2. 石膏74

3. 外加剂79

第四章 高水速凝材料的生产81

第一节 甲料的制备82

1. 生料制备82

2. 烧成88

1. 粉磨90

第二节 乙料的制备90

2. 高水速凝材料的包装和储存92

第三节 工业生产实例93

1. 苍山县水泥厂基本概况93

2. 技术改造方案93

3. 生产工艺流程说明99

4. 扩建主要设施和设备100

5. 经济分析100

6. 劳动定员全员劳动生产率及工资105

第五章 高水速凝材料在煤矿中的应用107

1. 工作面的地质概况108

一 工作面的地质及生产技术条件108

第一节 在鹤壁矿务局一矿的应用108

2. 工作面的生产技术条件110

二 巷旁充填参数的设计与选取112

1. 巷旁支护的支护强度112

2. 巷旁充填体尺寸的确定112

3. 充填量计算113

三 高水速凝材料巷旁充填系统设计114

1. 充填系统的设计总原则114

2. 高水速凝材料对充填工艺的要求114

3. 充填硐室的选择原则及其布置114

4. 充填设备的设计造型115

2. 矿压观测劳动组织122

四 劳动组织122

1. 充填劳动组织122

五 高水速凝材料巷旁泵充填工艺123

1. 巷道的超前与滞后加强支护123

2. 充填位置的确定123

3. 充填空间顶板的临时维护123

4. 充填框架的支设与充填袋的吊挂125

5. 泵送工艺过程126

六 社会经济效益分析126

1. 社会效益126

1. 工作面的地质概况127

一 工作面的地质及生产技术条件127

第二节 在开滦矿务局荆各庄矿的应用127

2. 经济效益127

2. 工作面的生产技术条件129

二 沿空留巷的巷旁支护参数设计131

1. 巷旁支护的支护强度131

2. 高水速凝材料的性能选取131

3. 巷旁充填体的参数确定132

三 巷旁充填系统设计133

1. 充填设备的设计选型138

2. 充填系统的电控及信号系统140

3. 充填硐室的布置141

2. 工作面端头支护142

四 巷旁充填的临时支护142

1. 待充填空间支护142

3. 充填巷道内的临时加强支护143

五 巷旁充填劳动组织及工艺实施143

1. 充填劳动组织143

2. 充填工艺实施144

六 效果分析145

1. 充填带的护巷效果145

2. 泵送充填系统的运行效果146

1. 社会效益147

2. 经济效益147

七 社会经济效益147

第三节 在淮北矿务局杨庄矿的应用148

一 工作面的地质及生产技术条件148

1. 工作面的地质概况148

2. 工作面的生产技术条件149

二 沿空留巷的巷旁支护材料和支护参数151

1. 巷旁支护材料151

2. 巷旁充填支护参数151

三 巷旁充填的临时支护152

1. 工作面端头的支护152

1. 充填留巷的技术效果153

四 充填留巷的技术效果153

3. 沿空留巷的临时加强支护153

2. 充填空间的支护153

2. 泵送充填工艺系统的运行效果154

五 社会经济效益154

1. 社会效益154

2. 经济效益155

第四节 在峰峰矿务局九龙口矿的应用156

一 工作面的地质及生产技术条件156

1. 工作面的地质概况156

2. 工作面的生产技术条件156

2. 充填空间管理157

1. 巷旁支护参数157

二 巷旁充填参数及充填空间管理157

三 技术效果158

1. 充填体的切顶效果158

2. 支架变形及断面收缩158

四 经济效益159

1. 充填留巷费用159

2. 掘巷费用159

3. 经济效益分析160

第五节 在平顶山矿务局六矿的应用160

一 工作面地质及生产技术条件160

2. 巷旁充填空间的维护162

1. 充填参数162

二 巷旁充填参数及充填空间的维护162

三 充填护巷的技术效果和经济效益164

1. 技术效果164

2. 经济效益165

第六章 高水速凝材料在金属矿山的应用166

第一节 在招运金矿的应用167

一 概述167

二 地质概况和胶结充填采场的生产技术条件167

1. 地质概况167

1. 采准设计168

三 充填采场的采准设计和施工168

2. 充填采场的生产技术条件168

2. 充填搅拌站硐室设计169

3. 充填硐室施工170

4. 采场施工172

四 胶结充填与采场回采172

1. 凿岩172

2. 爆破172

3. 出矿172

五 充填试验173

1. 尾砂的物理化学性质174

3. 制砂175

2. 供砂175

4. 充填料浆制备系统176

5. 充填循环时间及充填能力177

6. 充填工艺178

六 主要技术经济指标179

第二节 在小铁山矿的应用180

一 概况180

二 充填料浆配比的确定180

三 现场工业充填试验180

1. 准备工作180

2. 现场工业充填试验180

四 技术经济效果181

第三节 在焦家金矿的应用183

一 焦家金矿-70m至-110m中段简介183

二 充填工艺系统184

1. 工艺流程184

2. 系统中的设备及有关参数185

3. 井下进路施工185

4. 充填系统控制186

四 充填情况187

五 技术经济效果187

Appendix Ⅰ A study on the high-water solidifying materials for gob-along roadside instead of coal pillars189

Appendix Ⅱ Application of tailing sandl and water as backill material in metal mines202

主要参考文献212