采空區(qū)煤自燃給煤礦安全開采造成巨大經濟損失和人員傷亡。目前采用的注漿防滅火技術存在固液易分離、失水嚴重、覆蓋堆積性不佳等問題,對采空區(qū)煤自燃治理效果有限,稠化膠體技術可以解決上述問題,并對煤自燃防治具有良好效果。固相顆粒在稠化膠體中穩(wěn)定懸浮是保證其防滅火效果的關鍵,不僅可以避免管路運輸過程中的沉降,同時能夠增強防滅火材料的覆蓋降溫效果。結合現(xiàn)場實際和材料環(huán)保等情況,本文提出了能夠穩(wěn)定懸浮粉煤灰、保濕性良好、易于制備運輸?shù)姆勖夯页砘z體技術,研究成果如下:研究了稠化膠體材料的物化參數(shù),確定了稠化劑的配比,并對懸浮穩(wěn)定性的影響因素進行了研究,闡明了粉煤灰稠化膠體的懸浮機理。配比實驗表明稠化劑中聚合物X和H的最佳配比為2:3,最佳使用濃度為3‰;研究了粉煤灰量、PH值和溫度對稠化膠體懸浮穩(wěn)定性的影響,發(fā)現(xiàn)粉煤灰稠化膠體在PH值為5⁹時可以穩(wěn)定懸浮質量分數(shù)小于100%的粉煤灰顆粒,同時具有良好的耐熱性。粉煤灰顆粒的穩(wěn)定懸浮不僅受聚合物協(xié)同作用形成的空間網絡結構的支撐,同時受范德華引力、雙電層斥力及空間斥力的共同作用,讓稠化膠體表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定懸浮效果。研究了粉煤灰稠化膠體... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術路線圖

for Fly Ash Thickened Colloid) 2.1.1 粉煤灰粒徑分析 實驗研究中選擇的粉煤灰是在徐州市東興市場購買的普通粉煤灰。粉煤灰粒徑的大小分布對稠化膠體的懸浮性具有一定的影響，粉煤灰顆粒越小，其在稠化膠體中越容易均勻分布且不易沉降。采用實驗室 Bettersize2600 激光粒度分析儀（圖 2-1）濕法測試模式對粉煤灰的粒徑進行測定。激光粒度儀測試結果如圖 2-2 所示，粉煤灰的粒徑范圍為 0.2～300μm，其中粉塵粒徑小于 18.47μm 的顆粒占50%，說明粉煤灰的粒徑較小且分布比較均勻，易于在稠化膠體中分布和穩(wěn)定懸浮，適合管道輸送。

工程碩士專業(yè)學位論文10圖2-2粉煤灰顆粒粒徑分布Figure2-2Particlesizedistributionofflyash粉煤灰顆粒是煤塊粉碎后形成的煤粉在火力發(fā)電廠燃爐中充分燃燒，煤中的灰分熔融冷卻形成的。但是受燃燒爐的溫度、煤粉的粗細、煤中灰份的含量等因素的影響，最終粉煤灰顆粒的形貌是不同的。粉煤灰中顆粒形貌分為三類，分別為球形顆粒、不規(guī)則的熔融顆粒、多孔顆粒[58]。球形顆粒表面比較光滑，具有滾珠效應，粒子表面因吸附作用形成雙電層結構，可以增加漿體的流動性和潤滑性，粉煤灰中球形顆粒越多，粉煤灰的質量越好。2.1.2粉煤灰化學分析粉煤灰經過化學分析，其主要成分如表2-1所示。粉煤灰的主要成分是二氧化硅（SiO2）和三氧化鋁（Al2O3），兩者含量分別為51.36%和30.49%。其次為氧化鈣（CaO）和三氧化二鐵（Fe2O3），含量分別為6.62%和4.49%。另外的金屬氧化物如二氧化鈦（TiO2）、氧化鎂（MgO）、氧化鉀（K2O）等含量很少。表2-1粉煤灰化學成分分析表Table2-1AnalysisoftheChemicalCompositionofFlyash化學成分SiO2Al2O3CaOFe2O3MgOTiO2K2OSO3Na2OP2O5含量（%）51.3630.496.624.491.261.221.030.610.410.24粉煤灰的化學活性主要是指粉煤灰的活性成分與氫氧化鈣發(fā)生反應產生一定的強度。二氧化硅（SiO2）和三氧化鋁（Al2O3）都不溶于水，但與強堿可以發(fā)生反應。氧化鈣（CaO）溶于水，且與水發(fā)生反應生成氫氧化鈣（Ca（OH）2），

【參考文獻】：
期刊論文
[1]2019年我國煤炭供應總體寬松[J].   煤化工. 2019(06)
[2]粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀及其在裝配式建筑中的應用[J]. 姚華彥,陳傳明,劉文博,劉玉亭.  中國資源綜合利用. 2019(11)
[3]1950—2016年我國煤礦特大事故統(tǒng)計分析[J]. 朱云飛,王德明,戚緒堯,李德利,邵振魯.  煤礦安全. 2018(10)
[4]煤自燃防治技術現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 王俊波.  內蒙古煤炭經濟. 2018(19)
[5]2007—2016年全國煤礦事故統(tǒng)計及發(fā)生規(guī)律研究[J]. 諸利一,呂文生,楊鵬,王志凱,王昆.  煤礦安全. 2018(07)
[6]中國煤炭工業(yè)協(xié)會發(fā)布《2017煤炭行業(yè)發(fā)展年度報告》[J].   煤礦開采. 2018(02)
[7]燃煤電廠粉煤灰綜合利用分析[J]. 孟憲彬,李明君,丁國光,付鐵,丁寧.  電力科技與環(huán)保. 2017(04)
[8]壓裂液流動壓降及敏感性因素分析[J]. 王鵬,王鳳山,張倩.  長江大學學報(自科版). 2016(11)
[9]硫磺溝煤礦綜放工作面火區(qū)治理技術研究[J]. 馮俊文,毛金峰.  內蒙古煤炭經濟. 2015(06)
[10]煤實驗最短自然發(fā)火期的快速測試[J]. 王德明,亓冠圣,戚緒堯,辛海會,仲曉星,竇國蘭.  煤炭學報. 2014(11)

博士論文
[1]壓裂用瓜爾膠的改性及性能研究[D]. 陳鋒.中國礦業(yè)大學（北京） 2015
[2]煤礦井下封閉火區(qū)的燃燒狀態(tài)與氣體分析研究[D]. 何敏.中國礦業(yè)大學（北京） 2013

碩士論文
[1]防治煤自燃的粉煤灰凝膠泡沫實驗研究[D]. 梁洪軍.中國礦業(yè)大學 2019
[2]黃原膠/瓜爾膠復配及其硼砂交聯(lián)溶液的流變性研究[D]. 范亮姣.山東大學 2017
[3]防治煤自燃的新型稠化膠體特性研究[D]. 李方磊.中國礦業(yè)大學 2017
[4]礦用粉煤灰/CMC復合凝膠防滅火性能研究[D]. 王續(xù).太原理工大學 2016
[5]煤氧化產物產熱及官能團變化特性研究[D]. 王坤.煤炭科學研究總院 2016
[6]粉煤灰懸浮膠體的性能及其對煤阻化效果研究[D]. 陳曉利.河南理工大學 2015
[7]新型無氨凝膠的制備及其性能研究[D]. 賈博宇.河南理工大學 2012
[8]煤自然發(fā)火膠體防滅火材料性能實驗研究[D]. 王楠.西安科技大學 2011
[9]層流、紊流共存時動靜壓軸承靜特性研究[D]. 姚震.鄭州大學 2010
[10]大面積采空區(qū)煤炭自燃火災灌漿滅火技術及參數(shù)的研究與應用[D]. 王文暉.太原理工大學 2006



本文編號：3481059