粉煤灰基充填膏体制备过程中氨气释放的超声强化特性
李亚娇1
罗阳1
王铁2
鞠恺1
金鹏康3
唐仁龙4
赵兵朝4
任武昂1
1.西安科技大学建筑与土木工程学院,陕西西安 7100542.陕西彬长矿业集团有限公司,陕西咸阳 7120003.西安交通大学人居环境与建筑工程学院,陕西西安 7100494.西安科技大学能源学院,陕西西安 710054
摘要：将粉煤灰作为主要胶凝材料的膏体充填开采不仅能有效控制地面沉降、解决"三下"压煤问题、提高煤炭采出率,还可解决燃煤电厂粉煤灰堆积难题.而粉煤灰基充填膏体的氨气释放会对充填作业面的气体环境造成污染,亟需治理.提出一种利用超声波促进膏体氨气释放的新思路.通过对粉煤灰浆液进行超声处理,采用以超声时长(A)、超声功率(B)、固液比(C)作为考察因素,进行单因素实验,结果表明:随着超声时长、超声功率以及固液比的的增加氨气释放速率呈现出先增大后减小的趋势,并在超声时长、超声功率以及固液比分别为 30 min、80 W和 1∶10时达到最大值.在单因素实验结果的基础上进行响应面实验建立回归模型.通过响应面优化确定最佳实验参数.结果表明:影响因素主次顺序为:A>B>C,AB>AC>BC;去除氨气最佳实验参数为:超声时长为 32 min,超声功率为 80 W,固液比为 1∶7.7.验证结果表明:实测值与预测值仅存在-1.6%的相对误差.利用优化后的实验参数处理粉煤灰,并制备成充填膏体测定氨气释放量,发现膏体氨气释放量平均减少了 95.94%,氨气释放速率提高 84.02%,膏体 3d和 28d的单轴抗压强度分别提高 185.00%和 86.50%,坍塌度、泌水率和凝结时间均降低,同时减少了膏体内部多害孔数量,使孔隙率由 33.58%降低到 28.13%,为粉煤灰基充填膏体的氨气释放治理提供新的方法与思路.
关键词：氨气释放超声波充填膏体粉煤灰响应面法
分类号：TD711(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52074208)
论文发表日期：2024-07-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 3063-3073 )
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