突出煤相似材料是由煤粉、粘結(jié)劑和水等原料在一定成型壓力下壓制而成,相似材料是開展煤與瓦斯突出模擬實(shí)驗(yàn)的重要組成部分,也是研究突出模擬實(shí)驗(yàn)的重要內(nèi)容之一。相似材料與原煤的相似度決定了突出模擬實(shí)驗(yàn)的還原準(zhǔn)確性,而相似材料與原煤的相似主要體現(xiàn)在物理力學(xué)性質(zhì)、吸附解吸性質(zhì)和孔隙率等方面。在突出模擬實(shí)驗(yàn)中,通常需要根據(jù)已知的原煤參數(shù)進(jìn)行配制對(duì)應(yīng)的相似材料,相似材料的配比模型成為配制相似材料的關(guān)鍵問題。為提高相似材料與原煤的相似度,得出相似材料的配比模型,本文基于正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,研究了不同配比條件下相似材料在物理力學(xué)、吸附解吸和孔隙率方面的性質(zhì),通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析歸納出一套突出煤相似材料的配比模型,并通過設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了配比模型了可靠性,取得了以下主要成果:（1）對(duì)相似材料的原料及工藝進(jìn)行研究。開展了粘結(jié)劑對(duì)比實(shí)驗(yàn),對(duì)比水泥、石膏和腐植酸鈉3種粘結(jié)劑對(duì)相似材料單軸抗壓強(qiáng)度和瓦斯放散初速度的影響,其中水泥更適合作為相似材料的粘結(jié)劑;研究了成型水份對(duì)相似材料強(qiáng)度的影響,確定了14%為相似材料的合理成型水份;制作工藝方面,成型壓力對(duì)相似材料強(qiáng)度的影響較大,加載速率對(duì)強(qiáng)度的影響相對(duì)較小。（2）通過正交... 

【文章來源】：煤炭科學(xué)研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

復(fù)合粘結(jié)劑 兩種或兩種以上粘結(jié)劑混合組成 塑性破壞、脆性破壞水泥作為一種常用的粘結(jié)劑，初凝時(shí)間和終凝時(shí)間都有相應(yīng)要求，水泥的初凝時(shí)間是指水泥開始失去可塑性，終凝時(shí)間使指水泥完全失去可塑性，根據(jù)《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）規(guī)定，水泥的初凝時(shí)間不小于 45min，而終凝時(shí)間不大于 390min。而相似材料由混合到壓制試件不超過 45min，由此可知在水泥凝固之前能完成相似材料的制作，能滿足實(shí)驗(yàn)要求。3.2.1.1 粘結(jié)劑對(duì)比實(shí)驗(yàn)?zāi)壳俺Ｓ玫南嗨撇牧险辰Y(jié)劑有水泥、腐植酸鈉、石膏，為比較這三種粘結(jié)劑對(duì)相似材料單軸抗壓強(qiáng)度和瓦斯放散初速度的影響，開展粘結(jié)劑對(duì)比實(shí)驗(yàn)篩選出適合做相似材料的粘結(jié)劑。（1）原料的選取三種粘結(jié)劑分別為水泥、石膏和腐植酸鈉見圖 3.1，骨料煤粉取自松藻三聯(lián)煤業(yè)有限公司渝陽煤礦 M8 煤層，煤樣基本參數(shù)為：水分 0.94%、灰分 16.25%、孔隙率 7.95%、密度 1.51g/cm3，吸附常數(shù) a=34.025cm3/t，瓦斯放散初速度為35mmHg。粘結(jié)劑等原料的基礎(chǔ)參數(shù)見表 3.2。

原材料 配比范圍 參數(shù)水泥 5% 20% 普通 5.25 硅酸鹽水泥石膏 5% 20% 高強(qiáng)石膏粉，硬度 8.5MPa腐植酸鈉 5% 20% 優(yōu)品級(jí)，干基≥70%煤粉 80% 95%渝陽煤礦 M8 煤層，粒徑 0.2~0.5mm 與小于0.2mm 的煤粉 1:1 混合水 30g 普通自來水（2）材料的制備為比較三種粘結(jié)劑對(duì)相似材料的影響，每一種粘結(jié)劑設(shè)置 4 個(gè)實(shí)驗(yàn)水平，添加比例（占試件固體總質(zhì)量比例）分別為 5%、10%、15%、20%，共 12 個(gè)試件。將相應(yīng)的煤粉和粘結(jié)劑均勻混合后加入適量的水?dāng)嚢杌靹�，然后將混合好的原料倒入模具，壓力機(jī)加載方式選擇負(fù)荷控制，加載速度 300N/S，最大加載負(fù)荷 50KN并在達(dá)到 50KN 后保持壓力 10 分鐘，最后脫模貼標(biāo)簽，制成規(guī)格為直徑 50mm、高為 100mm 的試件。將制好的試件養(yǎng)護(hù) 7 天后再放入 80℃的烘干箱內(nèi)烘干，減小水分對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。壓制中的型煤試件和制好的煤樣如圖 3.2 所示，試件的詳細(xì)配比見表 3.3。


本文編號(hào)：2960133