本文關(guān)鍵詞：礦用新型泡沫材料及工作面端頭充填技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 泡沫粉煤灰 抗壓強(qiáng)度 正交試驗(yàn) 堵漏風(fēng) 端頭充填

【摘要】：采用留小煤柱沿空掘巷技術(shù)后,沿空巷道側(cè)的窄煤柱易受到采空區(qū)上覆巖層壓力產(chǎn)生“壓酥”破壞,易形成漏風(fēng)通道導(dǎo)致礦井火災(zāi)。論文針對兗礦集團(tuán)鮑店煤礦73下03工作面的防滅火要求,結(jié)合煤礦坑口電廠粉煤灰廢棄物的資源化利用要求,提出了礦用新型泡沫粉煤灰材料端頭充填防滅火的概念。簡要分析了泡沫的成因、穩(wěn)泡機(jī)理,綜合單因素分析法和正交分析法,通過一系列的試驗(yàn)研究了泡沫粉煤灰材料各組分的最優(yōu)配比。同時(shí),通過理論分析和數(shù)值模擬,研究了采空區(qū)煤自燃發(fā)火環(huán)境,數(shù)值模擬了端頭充填堵漏風(fēng)效果,最后設(shè)計(jì)了相關(guān)的充填系統(tǒng)及工藝,開展初期的工業(yè)性試驗(yàn)。得出如下主要結(jié)論:(1)研究了泡沫的發(fā)泡、穩(wěn)泡機(jī)理及泡沫粉煤灰漿液各組分之間的化學(xué)反應(yīng)。得出可以通過增加泡沫表面粘度、提高泡沫的粒徑均勻度來提高泡沫穩(wěn)定性的方法,并以此指導(dǎo)制泡工藝的選擇;通過材料各組分之間的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系,分析總結(jié)了激發(fā)粉煤灰材料活性的方法。(2)試驗(yàn)研究了泡沫粉煤灰各組分對固結(jié)體材料力學(xué)性能等的影響。綜合單因素分析法和正交試驗(yàn)法,進(jìn)行了一系列不同配比泡沫粉煤灰固結(jié)體試樣的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),得出了抗壓強(qiáng)度、試樣干密度與固相比、泡沫摻量、水灰比等的關(guān)系,并總結(jié)了綜合最優(yōu)的材料配比方案;通過測量不同密度等級試樣導(dǎo)熱系數(shù),分析了導(dǎo)熱系數(shù)與材料的干密度、泡沫摻量的關(guān)系;通過對比試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,分析了材料“抗壓酥”(抗壓裂變形)性能的特點(diǎn)。(3)研究了采空區(qū)自然發(fā)火的形成環(huán)境及因素,以及滲透率對采空區(qū)場流的影響。數(shù)值模擬了端頭充填材料的滲透率對采空區(qū)流場分布的影響,透過端頭充填泡沫粉煤灰材料可以有效降低采空區(qū)的漏風(fēng)量。(4)設(shè)計(jì)了泡沫粉煤灰材料的“制備-輸運(yùn)-混合”系統(tǒng)及端頭袋式充填工藝。為了解決地面制漿站制漿水灰比大的問題,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的漿液濃縮攪拌系統(tǒng);試驗(yàn)室模擬實(shí)現(xiàn)了井下風(fēng)管0.5MPa風(fēng)壓發(fā)泡,研制了適用井下環(huán)境的風(fēng)管發(fā)泡機(jī);設(shè)計(jì)了端頭袋式充填工藝,提出“柔性網(wǎng)富余側(cè)向變形+對拉限制軸向變形”控制方法輔助初期的工業(yè)性試驗(yàn)的實(shí)施。
【關(guān)鍵詞】：泡沫粉煤灰 抗壓強(qiáng)度 正交試驗(yàn) 堵漏風(fēng) 端頭充填
【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
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 變量注釋表17-18
• 1 緒論18-31
• 1.1 研究背景與意義18-21
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21-28
• 1.3 本論文的主要研究內(nèi)容、方法及技術(shù)路線28-31
• 2 發(fā)泡及主要材料反應(yīng)機(jī)理分析31-38
• 2.1 泡沫的形成與穩(wěn)泡機(jī)理分析31-35
• 2.2 復(fù)合漿液各組分材料主要反應(yīng)機(jī)理35-37
• 2.3 本章小結(jié)37-38
• 3 泡沫粉煤灰材料物理力學(xué)性能的試驗(yàn)研究38-60
• 3.1 試驗(yàn)原材料38-41
• 3.2 試驗(yàn)方法41-43
• 3.3 單因素分析試驗(yàn)43-51
• 3.4 正交優(yōu)化配比試驗(yàn)51-54
• 3.5 泡沫粉煤灰材料“應(yīng)力-應(yīng)變”特性研究54-56
• 3.6 泡沫粉煤灰材料熱力學(xué)性能的研究56-58
• 3.7 本章小結(jié)58-60
• 4 采空區(qū)遺煤自燃過程分析及端頭充填數(shù)值模擬研究60-72
• 4.1 采空區(qū)煤自燃情況分析60-65
• 4.2 端頭充填對采空區(qū)氣體流場影響的數(shù)值模擬研究65-70
• 4.3 本章小結(jié)70-72
• 5 泡沫粉煤灰材料“制備-輸運(yùn)-混合”系統(tǒng)及端頭充填工藝設(shè)計(jì)72-93
• 5.1 材料“制備-輸運(yùn)-混合”系統(tǒng)設(shè)計(jì)72-79
• 5.2 泡沫粉煤灰材料的充填工藝要點(diǎn)79-85
• 5.3 工業(yè)性試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)85-91
• 5.4 本章小結(jié)91-93
• 6 主要結(jié)論93-95
• 參考文獻(xiàn)95-99
• 作者簡歷99-101
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集101

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 高建良;王海生;;采空區(qū)滲透率分布對流場的影響[J];中國安全科學(xué)學(xué)報(bào);2010年03期

2 詹炳根;郭建雷;林興勝;;玻璃纖維增強(qiáng)泡沫混凝土性能試驗(yàn)研究[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年02期

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本文編號：1130362