由于水玻璃溶液能與酸和鹽類等物質(zhì)反應(yīng)，生成難溶的硅酸凝膠或硅酸鹽化合物，而凝膠具有掛壁性、滲透性和良好的彈性等優(yōu)點(diǎn)，可以在煤體裂隙中邊滲透，邊增稠，所以凝膠在礦井防滅火中已得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在較為常見的凝膠促凝劑主要存在有氨氣釋放、強(qiáng)腐蝕性或價(jià)格高昂等的缺點(diǎn)，所以研究一種環(huán)保且價(jià)格低廉的無氨凝膠材料，對(duì)提高煤礦防滅火水平，減少災(zāi)害損失，保護(hù)井下作業(yè)人員的身體健康具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文首先根據(jù)膠體化學(xué)和Lewis酸堿電子理論研制出一種環(huán)保的FA促凝劑，通過改變促凝劑、水玻璃比例及調(diào)節(jié)溫度等方法控制其成膠時(shí)間，使用交叉分析法研究3個(gè)因素與凝膠成膠時(shí)間的關(guān)系，建立數(shù)學(xué)物理模型；對(duì)凝膠的滲透性、強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性進(jìn)行定量分析，找出不同比例材料對(duì)凝膠各種特性的關(guān)系；使用STA449C型熱分析儀研究凝膠的固水性及熱特性，采用著火活化能對(duì)比法分析了新型凝膠對(duì)淮北氣肥煤、義馬長(zhǎng)焰煤和平頂山煙煤阻化性能的影響；然后通過添加不同的改性材料，研究其對(duì)凝膠強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性的影響，并使用正交分析法，找出FA促凝劑、水玻璃和膨潤(rùn)土對(duì)成膠特性影響的強(qiáng)弱和主次，優(yōu)化凝膠材料配比，并對(duì)膨潤(rùn)土改性凝膠的成膠機(jī)理進(jìn)行分析；...

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究綜述
        1.2.1 膠體防滅火材料的分類
        1.2.2 膠體材料的成膠機(jī)理
        1.2.3 膠體材料的防滅火機(jī)理
        1.2.4 膠體材料的特性及應(yīng)用研究
    1.3 存在的問題
    1.4 本文研究的內(nèi)容和目標(biāo)
    1.5 研究技術(shù)路線
    1.6 本章小結(jié)
2 無氨凝膠材料的研制
    2.1 試驗(yàn)材料和儀器
    2.2 凝膠制備的試驗(yàn)方法
        2.2.1 水玻璃的選擇
        2.2.2 無氨促凝劑的選擇
    2.3 無氨凝膠成膠時(shí)間的研究
        2.3.1 無氨凝膠成膠時(shí)間測(cè)量方法
        2.3.2 原材料濃度對(duì)成膠時(shí)間的影響
        2.3.3 溫度對(duì)成膠時(shí)間的影響
    2.4 本章小結(jié)
3 無氨凝膠材料特性研究
    3.1 無氨凝膠在多孔介質(zhì)中的滲透性
        3.1.1 滲透率的測(cè)量方法
        3.1.2 試驗(yàn)結(jié)果及討論
    3.2 無氨凝膠的熱穩(wěn)定性研究
        3.2.1 熱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法
        3.2.2 FA 促凝劑用量對(duì)熱穩(wěn)定性的影響
        3.2.3 水玻璃用量對(duì)凝膠熱穩(wěn)定性的影響
        3.2.4 溫度對(duì)凝膠熱穩(wěn)定性的影響
    3.3 無氨凝膠的強(qiáng)度測(cè)試
        3.3.1 強(qiáng)度測(cè)試方法
        3.3.2 強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果及分析
    3.4 無氨凝膠固水性研究
        3.4.1 熱分析方法的分類
        3.4.2 試驗(yàn)儀器
        3.4.3 試驗(yàn)材料和方法
        3.4.4 固水性特征溫度點(diǎn)的定義
        3.4.5 試驗(yàn)結(jié)果與討論
    3.5 無氨凝膠阻化性能研究
        3.5.1 各煤樣的工業(yè)分析
        3.5.2 試驗(yàn)方法及流程
        3.5.3 原煤樣及阻化煤樣的制備
        3.5.4 熱天平的參數(shù)設(shè)置
        3.5.5 阻化試驗(yàn)特征溫度點(diǎn)定義
        3.5.6 熱重試驗(yàn)結(jié)果
        3.5.7 活化能的計(jì)算
        3.5.8 結(jié)果分析與討論
    3.6 本章小結(jié)
4 無氨凝膠的改性
    4.1 凝膠改性劑的選擇
        4.1.1 粉煤灰材料介紹
        4.1.2 膨潤(rùn)土材料介紹
    4.2 改性凝膠與原凝膠強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)
        4.2.1 改性凝膠與原凝膠脫水量分析
        4.2.2 改性材料濃度對(duì)凝膠強(qiáng)度的影響
    4.3 原凝膠與改性凝膠熱穩(wěn)定性對(duì)比
    4.4 膨潤(rùn)土改性凝膠配比優(yōu)化
        4.4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法介紹
        4.4.2 正交試驗(yàn)具體步驟
        4.4.3 正交表極差計(jì)算方法
        4.4.4 成膠時(shí)間指標(biāo)分析
        4.4.5 強(qiáng)度指標(biāo)分析
        4.4.6 失水率指標(biāo)分析
    4.5 膨潤(rùn)土改性凝膠成膠機(jī)理
    4.6 膨潤(rùn)土改性凝膠的特點(diǎn)及技術(shù)指標(biāo)
    4.7 本章小結(jié)
5 井下工業(yè)性試驗(yàn)
    5.1 試驗(yàn)地點(diǎn)
        5.1.1 礦井概況
        5.1.2 25110工作面狀況
    5.2 無氨凝膠滅火工藝
        5.2.1 凝膠材料選擇及配比
        5.2.2 注膠設(shè)備介紹
        5.2.3 注膠流程
        5.2.4 單孔最小灌漿量的計(jì)算
        5.2.5 鉆孔布置及注膠量確定
        5.2.6 具體施工步驟
    5.3 現(xiàn)場(chǎng)注膠情況
    5.4 注膠效果分析
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3750821