本文關(guān)鍵詞：無機(jī)膠凝泡沫防滅火技術(shù)研究

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【摘要】：我國很多煤礦存在礦井自燃火災(zāi)現(xiàn)象,對(duì)煤礦安全生產(chǎn)產(chǎn)生極大的危害,造成了大量的人員傷害和經(jīng)濟(jì)損失。為了滿足煤礦井下防滅火工作的需要,本文研究了一種無機(jī)膠凝泡沫防滅火技術(shù),并開發(fā)出相應(yīng)的無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料,其既能夠?qū)虏煽諈^(qū)、漏風(fēng)裂隙等區(qū)域進(jìn)行密閉封堵,也能夠直接用于撲滅井下火災(zāi)。對(duì)無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料的各個(gè)組份進(jìn)行了配比優(yōu)化,測(cè)試了各組份的不同配比對(duì)材料的抗壓強(qiáng)度、初凝時(shí)間和終凝時(shí)間的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料中,當(dāng)膠凝劑的比例為水泥48%、快速膠凝劑32%、粉煤灰20%時(shí),材料的凝固時(shí)間較短、抗壓強(qiáng)度值較高;水與膠凝劑的比例為0.4,減水劑摻量為0.2%時(shí),形成的膠凝泡沫材料孔結(jié)構(gòu)較好,強(qiáng)度較高;高性能泡沫的發(fā)泡倍數(shù)為15倍時(shí),對(duì)膠凝泡沫材料的性能最有利;泡沫的摻量可以按實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整,當(dāng)泡沫摻量約為材料漿液體積的十倍時(shí),材料28d的抗壓強(qiáng)度仍能夠達(dá)到0.91MPa,能夠滿足井下充填密閉的需要。然后,進(jìn)一步對(duì)無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料漿液的工藝性能和滅火降溫能力進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,材料漿液是一種非牛頓流體,具有剪切稀化的特點(diǎn),且具有屈服應(yīng)力;材料在松散煤體中的滲流,與滲流壓力和煤體介質(zhì)的空隙率有關(guān)。最后,對(duì)無機(jī)膠凝泡沫防滅火技術(shù)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)密閉充填實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明無機(jī)膠凝泡沫防滅火技術(shù)充填速度快、充填效果好、充填成本較低,實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性較好。
【關(guān)鍵詞】：煤自燃 泡沫 膠凝材料 充填 防滅火
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD752.2
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 緒論7-13
• 1.1 研究背景與研究意義7-8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-11
• 1.2.1 煤自燃防滅火技術(shù)研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 煤礦防滅火封堵技術(shù)的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.3 無機(jī)膠凝泡沫材料研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 研究內(nèi)容與研究目標(biāo)11-12
• 1.4 研究方法與技術(shù)路線12-13
• 2 無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料的基本特性13-18
• 2.1 無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料的特點(diǎn)與功能13-14
• 2.1.1 無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)13
• 2.1.2 無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料的性能特點(diǎn)13-14
• 2.1.3 無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料的功能14
• 2.2 無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料的組成原料與制備14-16
• 2.2.1 無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料的組成原料14-15
• 2.2.2 無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料的制備15-16
• 2.2.3 無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料的成型原理分析16
• 2.3 本章小結(jié)16-18
• 3 高性能泡沫的實(shí)驗(yàn)研究18-33
• 3.1 水基泡沫的基本原理18-21
• 3.1.1 泡沫的產(chǎn)生機(jī)理18-20
• 3.1.2 泡沫的破壞機(jī)理20-21
• 3.2 發(fā)泡劑的優(yōu)選21-26
• 3.2.1 表面活性劑的初選21-22
• 3.2.2 表面活性劑發(fā)泡能力測(cè)試與復(fù)配22-23
• 3.2.3 表面活性劑與穩(wěn)泡劑聯(lián)用實(shí)驗(yàn)23-24
• 3.2.4 濃度和溫度對(duì)發(fā)泡劑發(fā)泡能力的影響24-26
• 3.3 壓縮空氣泡沫的制備與性能研究26-31
• 3.3.1 壓縮空氣泡沫系統(tǒng)的建立26-27
• 3.3.2 壓縮空氣泡沫的性能研究27-31
• 3.4 本章小結(jié)31-33
• 4 無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料配方優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究33-46
• 4.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備33-34
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料33-34
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備34
• 4.2 材料性能參數(shù)測(cè)定方法34-35
• 4.2.1 凝固時(shí)間測(cè)定34-35
• 4.2.2 抗壓強(qiáng)度測(cè)定35
• 4.2.3 材料密度測(cè)定35
• 4.3 無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料的配方優(yōu)化35-45
• 4.3.1 膠凝劑比例對(duì)材料性能的影響35-37
• 4.3.2 粉煤灰摻量對(duì)材料力學(xué)性能的影響37-39
• 4.3.3 水灰比對(duì)材料力學(xué)性能的影響39-42
• 4.3.4 高性能泡沫對(duì)材料力學(xué)性能的影響42-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 5 無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料工藝性能研究和現(xiàn)場(chǎng)充填實(shí)驗(yàn)46-61
• 5.1 無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料漿液的流變特性測(cè)試46-52
• 5.1.1 流體的流變特性概述46-47
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)工具47-48
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析48-52
• 5.2 無機(jī)膠凝泡沫防滅火材料漿液的滲流實(shí)驗(yàn)52-56
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置53
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)過程53
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析53-56
• 5.3 無機(jī)膠凝泡沫防滅火技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)充填實(shí)驗(yàn)56-60
• 5.3.1 無機(jī)膠凝泡沫防滅火技術(shù)井下應(yīng)用工藝設(shè)計(jì)56-57
• 5.3.2 井下密閉充填概況57-58
• 5.3.3 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備58-59
• 5.3.4 密閉充填過程與充填結(jié)果分析59-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 6 結(jié)論與展望61-63
• 6.1 主要結(jié)論61
• 6.2 展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-66

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