【摘要】：我國煤礦礦井普遍存在煤自燃發(fā)火問題,煤層自然發(fā)火的主要原因之一,是由于采空區(qū)或巷道等區(qū)域漏風(fēng)造成的。為了防止煤層自燃或者有害氣體擴(kuò)散而影響安全生產(chǎn),常常需要對煤礦井下工作面建立密閉墻,在巷道密閉、廢舊巷道、松散煤體、漏風(fēng)裂隙等區(qū)域進(jìn)行密閉充填,以達(dá)到封堵漏風(fēng),將易自燃區(qū)或有害氣體源進(jìn)行隔離,進(jìn)一步確保礦井安全生產(chǎn)。為了解決傳統(tǒng)井下密閉墻構(gòu)筑工程量大、勞動強(qiáng)度高,后期出現(xiàn)裂隙形成漏風(fēng)通道,引起采空區(qū)浮煤自燃等問題,提出了井下密閉墻粉煤灰材料快速構(gòu)筑方法。本文論證了粉煤灰作為骨料充填構(gòu)筑密閉墻的可行性,實驗測試了密閉墻充填材料的配比及固化特性,得出了不同配比情況下充填材料的膠凝時間、流動性、抗壓強(qiáng)度等,最終確定適于井下密閉墻構(gòu)筑的粉煤灰充填材料的最佳配比。粉煤灰主要是電廠以煤為主要原料的生產(chǎn)產(chǎn)物,可以作為新型的井下密閉充填材料,并具有重要的綠色環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。本文根據(jù)巷道密閉墻快速充填以及漏風(fēng)通道封堵的重要性,結(jié)合目前國內(nèi)外用于礦井工作面巷道密閉充填堵漏材料的特點,開發(fā)出以粉煤灰為骨料的新型無機(jī)固化充填材料,研究了粉煤灰無機(jī)固化充填材料各組成部分及其比例,以及對材料性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)骨料中粉煤灰與水比例為1:4,膠凝劑水玻璃添加量為4%,固化劑石灰添加量為15%,料漿的溫度控制在15~25℃時,材料的凝結(jié)速度較快;流動性和粘度較好,抗壓強(qiáng)度達(dá)到3~5MPa;是一種集無毒、封堵、抗壓于一體的新型有效充填密閉、封堵漏風(fēng)通道的礦用構(gòu)筑材料。此外,實驗研制出的粉煤灰無機(jī)固化充填材料的合理配比,將井下主要工作量轉(zhuǎn)移至地面完成,可以通過地面灌漿系統(tǒng)將灌漿充填材料按比例混合后利用灌漿管網(wǎng)將混合漿液輸送至井下密閉內(nèi),一次性直接充填密閉加固封堵完成。該粉煤灰充填材料能夠滿足礦用井下密閉墻的施工,具有配比簡單、材料來源范圍廣、可操作性強(qiáng)、密閉充填時間短、勞動強(qiáng)度低、施工密閉質(zhì)量高等特點。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD752.2

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