本文關(guān)鍵詞：礦用新型粘附性防滅火泡沫的研究

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【摘要】：礦井火災(zāi)是煤礦生產(chǎn)中的主要災(zāi)害之一,它不僅燒毀或凍結(jié)大量的煤炭資源而且常會引發(fā)其他重特大次生災(zāi)害,嚴(yán)重威脅礦井的安全生產(chǎn)。目前國內(nèi)外用泡沫防治礦井煤炭自燃的技術(shù)主要有阻化泡沫、三相泡沫、凝膠泡沫等。阻化泡沫穩(wěn)定性差,常常在沒有達(dá)到目標(biāo)區(qū)域時(shí)已破裂;三相泡沫發(fā)生裝置流量很大,特別適用于充填較大空間的采空區(qū),但是其穩(wěn)定性有待提高;凝膠泡沫穩(wěn)定性好,但是成本相對較高。本文根據(jù)煤礦生產(chǎn)過程中的實(shí)際需要對粘附性泡沫滅火材料進(jìn)行研究,獲得的泡沫穩(wěn)定性高、粘附性強(qiáng)、包裹煤體效果顯著、隔絕空氣能力強(qiáng),具有良好的防滅火效果。本文首先對粘附性泡沫的配方進(jìn)行了研究。在掌握泡沫的形成機(jī)理和表面活性劑復(fù)配理論的基礎(chǔ)上,利用瓦氏高速攪拌法(Waring Blender method)對起泡劑和能提高泡沫性能的助劑進(jìn)行了研究得出了起泡劑的特征曲線,同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)也獲得了各種泡沫助劑對泡沫性能的影響曲線,找到了能夠大幅度提高泡沫粘度、起泡能力和穩(wěn)定性的添加劑,最終確定了最佳的粘附性泡沫配方。實(shí)驗(yàn)研究了影響粘附性泡沫穩(wěn)定性和起泡能力的因素,重點(diǎn)分析了粘附性泡沫的流變特性。通過控制實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件研究泡沫在不同環(huán)境下的特性,得出了溫度與泡沫半衰期的關(guān)系,指出了起泡液的溫度、溶解時(shí)間、電解質(zhì)含量、粘度等對泡沫的特性的影響,研究表明粘附性泡沫具有良好的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。利用粘度測試系統(tǒng)研究了泡沫的流變特性,測試了泡沫的剪切應(yīng)力與剪切速率關(guān)系,得出了溫度與泡沫表觀粘度的關(guān)系,建立了泡沫的本構(gòu)方程,指出了泡沫是一類屈服假塑性流體。進(jìn)行了煤堆模擬滅火實(shí)驗(yàn)和泡沫堆積實(shí)驗(yàn)。在室外對粘附性泡沫進(jìn)行了堆積對比實(shí)驗(yàn),表明粘附性泡沫具有良好的堆積性并且具有較高的穩(wěn)定性。煤堆滅火模擬實(shí)驗(yàn)表明了粘附性泡沫具有良好的粘附性,能迅速切斷氧氣的供應(yīng),加速火區(qū)的熄滅,具有優(yōu)越的滅火性能。通過煤堆滅火實(shí)驗(yàn)又進(jìn)一步優(yōu)化了發(fā)泡工藝與裝置,使其更高效的發(fā)生泡沫并且能較好的貼近礦井實(shí)際應(yīng)用條件。礦用粘附性泡沫滅火材料不僅具有傳統(tǒng)滅火材料的優(yōu)點(diǎn)并且克服了泡沫穩(wěn)定時(shí)間短,流動性強(qiáng)的缺點(diǎn)。能夠解決采空區(qū)隱蔽火源、高位火源、巷道高冒火災(zāi)和采空區(qū)大范圍的防滅火難題,為礦井煤自燃火災(zāi)防治提供了一項(xiàng)新的技術(shù)手段。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD752.2

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本文編號：1226450