采用正交试验对钢-植物混杂纤维轻骨料混凝土(Steel-plant Fibre Hybrid Lightweight Aggregate Concrete,SPFLC)的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和导热性能进行了研究,并使用Matlab软件进行了多元线性回归分析,得到了SPFLC力学性能与导热性能的预测模型。结果表明:陶粒掺量对SPFLC的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和导热性能均有高度显著影响,对抗拉强度的贡献率最大为67.48%;陶砂掺量对SPFLC的抗拉强度几乎无影响,对抗压强度的贡献率最大为49.72%;钢纤维掺量对SPFLC的抗压强度和抗剪强度有高度显著影响,对抗剪强度的贡献率最大为42.36%;植物纤维掺量对SPFLC的力学性能和导热性能均有高度显著影响,对抗拉强度的贡献率最大为26.61%,且随着植物纤维掺量的增加,导热系数最大下降了23.7%;建立的SPFLC力学性能与导热性能预测模型的精度较高。

结合淮南某矿区典型锚喷巷道工程,进行了聚丙烯纤维混凝土喷层抗拉、抗压、抗剪及弯曲性能试验研究和工业试验。结果表明,聚丙烯纤维的掺入大幅度提高了喷层的极限变形量,同时使喷层具有较强的抗弯能力和让压能力。喷射聚丙烯纤维混凝土施工工艺简单,回弹率低,喷层成形较好,可增加一次喷射厚度,减少复喷量,有利于提高施工效率。

掺入适量聚丙烯纤维可以阻止混凝土开裂、增加抗拉抗剪强度、增强韧性、抗渗性和抗疲劳性,能够很好地改善混凝土延性和耐久性。本文在完成不同聚丙烯纤维掺量混凝土力学性能对比试验的基础上,得出了能够满足软岩隧道喷层支护要求的混凝土配合比。

针对动压失稳巷道的变形特征,提出了在动压巷道中采用聚丙烯纤维混凝土钢筋网壳锚喷支护技术。该新支护结构具有一定的整体可缩性,有较高的承载能力和让压性能。现场监测表明,在不降低支护承载能力的情况下,该支护形式能很好地防止动压变形,具有良好的柔性,是一种优良的动压巷道让压支护结构。

利用大型地下结构试验台,进行了围压作用下聚丙烯纤维混凝土钢筋网壳复合衬砌模型试验,研究了该支护结构的力学性能和承载能力以及支护系统的变形、破坏形态与发展规律,可为理论分析计算和工程应用提供依据。

当前矿井开采深度日益增加,高温热害问题日益严重,本文基于一般喷射混凝土的要求,通过材料正交试验,掺加陶粒、玻化微珠和粉煤灰,研制出一种新型混凝土隔热材料,分析了陶粒、玻化微珠和粉煤灰掺量对于材料导热系数和力学性能的影响,论证了新型隔热材料作为矿井喷射混凝土的适用性和可行性。

通过正交试验的方法,对比研究了超细粉煤灰和粉煤灰对于混凝土强度的影响,结果显示和粉煤灰相比,超细粉煤灰优势明显,在合理掺量下,既可以满足混凝土的强度要求,又能有效提高工作性,节约水泥。

为分析太阳能毛细管低温供暖系统在我国中部地区的运行特性,在淮南地区冬季气象条件的基础上对其进行了试验研究和理论分析。结果显示：太阳集热器具有良好的集热性能,典型日全天平均集热功率为3.49 kW,平均集热效率为32.36%。毛细管供暖系统在多数时间具有较好的运行条件,且供热性能良好,在典型日平均供热功率为1.54 kW,单位面积的供热功率为50.91 W/m2。毛细管供暖房间的温度较高,室内温度分布较均匀,全天室内平均温度为16.95℃,较室外和未供暖房间的平均温度分别提高10.72℃和10.52℃,室内具有较好的热舒适性。