煤炭火災(zāi)是礦井主要災(zāi)害之一,給國家財產(chǎn)和人員安全帶來嚴(yán)重危害。為防止煤炭自燃,國內(nèi)外主要采用注漿、注惰氣、注凝膠、噴灑阻化劑等方式滅火,這些技術(shù)有優(yōu)勢但只存在各自的適用條件。為保證滅火和充填效果,材料應(yīng)具備良好的阻化性、流動性、滲透性,既保證采空區(qū)火區(qū)治理效果又提高空巷充填后的整體接頂效果、增強(qiáng)圍巖強(qiáng)度,對上覆巖層起到很好的支撐效果。無機(jī)固化泡沫材料由于其反應(yīng)過程不發(fā)熱、耐火、有合適支撐強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)高效等性能,在礦井防滅火領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。本文依托國家重點研發(fā)計劃子課題任務(wù)“可堆積無機(jī)固化發(fā)泡充填堵漏防滅火材料施工工藝與裝備研制”,對無機(jī)固化材料進(jìn)行研究,分析泡沫體材料的組成成分及作用原理,并通過實驗室實驗、數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗的方式對材料配比基質(zhì)、流動性、現(xiàn)場滅火性能進(jìn)行探索,主要研究結(jié)果如下:（1）通過對無機(jī)固化材料物質(zhì)組成成分及其常見種類和作用機(jī)理進(jìn)行研究,為滿足工程應(yīng)用要求,選取了硫鋁酸鹽水泥作為材料的基料,另外選擇了陰離子表面活性劑作為制備泡沫所需要使用的發(fā)泡劑和穩(wěn)泡劑,氯化鈣作為速凝劑去調(diào)節(jié)材料的凝結(jié)時間。（2）通過對泡沫劑成分進(jìn)行研究,從起泡力、50%析液時間、沉降距、泌... 

【文章來源】：煤炭科學(xué)研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 常見防治煤炭自燃技術(shù)
        1.2.2 泡沫體材料防治煤自燃技術(shù)
        1.2.3 水泥基泡沫材料及性能研究
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 研究方法及技術(shù)路線
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 技術(shù)路線
2 反應(yīng)原料性質(zhì)及作用原理
    2.1 水泥
        2.1.1 概述
        2.1.2 分類
        2.1.3 原料選擇
    2.2 發(fā)泡劑
        2.2.1 概述
        2.2.2 分類
        2.2.3 發(fā)泡原理
        2.2.4 影響因素
    2.3 穩(wěn)泡劑
        2.3.1 概述
        2.3.2 分類
        2.3.3 穩(wěn)泡原理
        2.3.4 影響因素
    2.4 調(diào)凝劑
        2.4.1 概述
        2.4.2 作用機(jī)理
    2.5 本章小結(jié)
3 泡沫劑的制備及性能研究
    3.1 原料及設(shè)備
    3.2 實驗指標(biāo)及方案
    3.3 實驗分析方法
        3.3.1 正交實驗設(shè)計
        3.3.2 極差分析
    3.4 測試結(jié)果分析
        3.4.1 誤差分析
        3.4.2 發(fā)泡劑分析
        3.4.3 穩(wěn)泡劑分析
        3.4.4 泡沫沉降距與泌水量分析
    3.5 本章小結(jié)
4 無機(jī)固化材料的實驗研究
    4.1 材料配比原則
    4.2 實驗方案設(shè)計
        4.2.1 凝結(jié)時間測試
        4.2.2 流動性測試
        4.2.3 抗壓強(qiáng)度測試
        4.2.4 微觀結(jié)構(gòu)測試方法
    4.3 實驗結(jié)果分析
        4.3.1 凝結(jié)時間
        4.3.2 流動性
        4.3.3 抗壓強(qiáng)度
        4.3.4 微觀結(jié)構(gòu)
    4.4 本章小結(jié)
5 無機(jī)固化材料料漿輸送數(shù)值模擬
    5.1 現(xiàn)場應(yīng)用概況
    5.2 模擬軟件介紹
    5.3 物理模型建立
    5.4 網(wǎng)格劃分及邊界條件設(shè)置
    5.5 管道模型流速變化結(jié)果及分析
    5.6 管道模型出口流速變化結(jié)果及分析
    5.7 本章小結(jié)
6 無機(jī)固化材料現(xiàn)場應(yīng)用
    6.1 材料制備工藝
    6.2 材料制備裝備
    6.3 現(xiàn)場治理方案
    6.4 材料使用情況
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]馬麗散N在礦井施工封閉墻防治煤層自然發(fā)火中的應(yīng)用[J]. 高剛,蔡偉斌,王曦.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2014(06)
[2]凝膠泡沫防滅火材料的研制及應(yīng)用[J]. 謝振華,欒婷婷,張宇.  華北科技學(xué)院學(xué)報. 2014(02)
[3]泡沫混凝土發(fā)泡劑的研究進(jìn)展[J]. 劉新菊.  混凝土世界. 2012(05)
[4]開區(qū)注液氮防滅火技術(shù)在羊場灣煤礦的研究與應(yīng)用[J]. 董偉,王學(xué)兵,史波波,王寬.  煤炭工程. 2011(12)
[5]液氮降溫防滅火試驗研究[J]. 梁樹平,周西華,張宏偉,齊慶杰.  遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(06)
[6]無機(jī)發(fā)泡膠凝材料防治高冒區(qū)托頂煤自燃火災(zāi)[J]. 于水軍,余明高,謝鋒承,潘榮錕,魯來祥,常緒華.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2010(02)
[7]礦用防滅火凝膠泡沫的研究[J]. 田兆君,王德明,徐永亮,秦波濤,仲曉星.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2010(02)
[8]FR-1阻化泡沫材料的研發(fā)及在煤礦防滅火中的應(yīng)用[J]. 時虎,袁興友,張永武,崔洪義.  煤礦現(xiàn)代化. 2010(01)
[9]注氮防滅火技術(shù)在火區(qū)控制中的應(yīng)用[J]. 周連春,張世明.  水力采煤與管道運(yùn)輸. 2009(02)
[10]大摻量粉煤灰泡沫混凝土的性能研究[J]. 鄭念念,何真,孫海燕,王寬,童明德.  武漢理工大學(xué)學(xué)報. 2009(07)

博士論文
[1]防治煤炭自燃的無機(jī)固化泡沫及特性研究[D]. 魯義.中國礦業(yè)大學(xué) 2015
[2]防治煤自燃的凝膠泡沫及特性研究[D]. 張雷林.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[3]礦用充填堵漏風(fēng)新型復(fù)合泡沫的研制[D]. 胡相明.中國礦業(yè)大學(xué) 2013
[4]礦用防滅火有機(jī)固化泡沫配制及其產(chǎn)生裝置研究[D]. 奚志林.中國礦業(yè)大學(xué) 2010
[5]煤礦防滅火凝膠泡沫的理論與技術(shù)研究[D]. 田兆君.中國礦業(yè)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]粉煤灰膏體充填防滅火技術(shù)研究[D]. 張?zhí)熨n.西安科技大學(xué) 2019
[2]無機(jī)固化膨脹充填材料特性實驗研究[D]. 趙大龍.西安科技大學(xué) 2014
[3]煤礦井下充填堵漏泡沫材料的研制及應(yīng)用[D]. 王帥領(lǐng).中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[4]固體泡沫封堵材料特性實驗研究[D]. 史美靜.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2012
[5]泡沫混凝土發(fā)泡劑性能的研究[D]. 肖紅力.浙江大學(xué) 2011
[6]輕質(zhì)泡沫水泥注漿材料的應(yīng)用研究[D]. 唐良智.中南大學(xué) 2011
[7]易自燃特厚煤層綜放面采空區(qū)注氮防滅火技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 張東坡.太原理工大學(xué) 2010
[8]泡沫混凝土發(fā)泡劑性能及其泡沫穩(wěn)定改性研究[D]. 李文博.大連理工大學(xué) 2009
[9]粉煤灰凝膠防滅火技術(shù)在煤礦中的研究應(yīng)用[D]. 隋濤.太原理工大學(xué) 2007



本文編號：3426686