我国将近有30%的煤矸石中含有碳物和硫铁矿，会自行燃烧并产生大量的有毒、有害气体，对环境造成极大的污染。其次就是高强度开采煤矿的情况下引发的地质和环境灾害问题，采用常规垮落法采掘时，流入采掘空间地下水将作为废水排放，因水利用率较低，造成大量水资源浪费和严重污染。我国煤炭开采趋势已经开始呈现出由中东部向中西部发展的局面，中西部地区虽然蕴藏了丰富的煤炭资源，但其干旱与半干旱的生态环境却使得极其脆弱，所以如何去避免浪费水资源并保护这种脆弱的生态环境已成为急切需要深入探究的研究方向 。
为了探究不同级配煤矸石的压实特性，需要对煤矸石的物理特性和不同级配的煤矸石压实实验结果进行分析。物理特性如煤矸石的颗粒组成、含水量等可能会对煤矸石压实特性造成影响的物理因素。选用不同粒径的煤矸石进行煤矸石的压实实验。本次实验使用MTS815.02型电液伺服的岩石力学试验系统进行 。
粒度成分对煤矸石的压密性具有至关重要的影响，这一因素不容忽视[3]。为了更好地了解其性质，本文主要针对煤矸石的粒径分布及其与压密性能间的相互关系进行了初步研究。利用扫描电镜技术，通过改变不同粒径范围的煤矸石样品，分别测定其可压缩性指标和颗粒级配曲线，进而得到煤矸石的粒度组成规律。可以推断，煤矸石的颗粒成分是对其压实特性产生主要影响的因素之一。
3.2 煤矸石的含水量
煤矸石的压实效果受多种因素影响，其中含水量是重要因素之一。因此对不同含水量条件下煤矸石进行了击实试验和无侧限抗压强度实验。对实验数据进行分析可知：在水分含量较低的情况下，在外力的作用下，颗粒之间会发生相互填充的现象，导致密度的增加。随着水分含量的略微增加，由于颗粒表面形成了一层薄膜水，从而增强了分子引力，并在颗粒之间形成了类似于粘结力的结构，因此在受到外力作用时，颗粒的移动不仅需要克服摩阻力，还需要克服水分子的似粘结力，这使得压实变得困难 。
4.1 实验材料
该实验所使用的试验材料来自于某废弃煤矿的煤矸石废料，并经过现场取样后运回实验室进行室内试验研究。对煤矸石颗粒进行处理，首先将材料放在干燥箱中烘干直至恒重，紧接着采用筛分法进行筛选。
4.2 实验装置
本次试验中将使用MTS815.02型电液伺服的岩石力学试验系统进行。实验数据采集由试验系统自动进行并通过计算机软件进行实时的分析和记录，以便进行进一步的分析和研究。
4.3 实验设计
由于需要研究煤矸石块处于不同粒径下压实途中变形模量的规律，首先保证所有试样都是在同一环境和条件下进行实验的数据采集，再先用捣碎筒对煤矸石进行粉碎，然后根据不同粒径差异分级。在保证试验材料其他物理性质相同的前提下选取6种粒径，即：
m1（0~2.5mm） m2（2.5~5mm） m3（5~10mm）
m4（10~15mm） m5（15~20mm） m6（20~25mm）
进行三次实验，针对不同的粒径进行分组，最终选取三次实验结果的平均值，作为该粒径下的实验数据。通过实验测定不同粒径煤矸石轴向应变?、轴向应力?、横向应变和弹性模量等基础的岩石力学参数。
4.4 实验结果分析
从材料压实曲线可看出随着轴向应力的增加，轴向应变呈现出一种非线性的增长趋势。当轴向应力处于0~10MPa间时，煤矸石样的增长幅度较大，且主要是因为颗粒流动以及重组影响其变形的，粒径小的煤矸石试样相对于粒径大的煤矸石试样变形量更大。当轴向应力大于10MPa时，随着轴向应力的增加，经过破碎以及压实处理后，试样的变形速度逐渐减缓，且粒径较小的煤矸石试样相较于粒径较大的煤矸石试样表现出更小的变形量。
从侧压曲线中可看出，当轴向应力处于0~10MPa之间时，粒径小的煤矸石试样m1相比于其他两组试样横向应变较小，m3和m5的变形量相似。当轴向应力大于10MP时，随着应力的逐渐增加，经过破碎和压实过程后，粒径较小的煤矸石试样的变形量与粒径较大的煤矸石式样相比呈现出较小的差异，而m5的侧压曲线则呈现出近似于直线的趋势，而m3试样则表现出较慢的横向变形 。
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只看楼主 我来说两句 抢板凳好资料，对于煤矸石的综合利用就有很好的参考价值，学习了，谢谢楼主分享
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