矿用聚氨酯材料放热致灾成因及控制

发布时间：2020-12-24 02:57

　　为解决矿用聚氨酯材料在使用时放出热量可能引发矿井火灾的问题,本文采用理论分析、实验研究、数值模拟等研究方法,结合现场防灭火工艺技术,研究分析了矿用聚氨酯材料引发火灾的机理,定量计算了矿用聚氨酯材料的产热量,模拟研究了矿井充填用聚氨酯材料内部的热量分布规律,根据研究结果提出了可行的火灾防治方案。通过对一种矿用聚氨酯材料特定物理场条件下的研究,可得到一种计算方法,用以确定各种矿用聚氨酯材料在不同矿井环境中最大安全使用量。取得了以下研究成果:1)由聚氨酯材料施工引发的火灾主要有两种情况:聚氨酯材料内部产生热量积聚并发生热分解,由于聚氨酯材料内外应力不均,产生贯穿聚氨酯材料的裂隙,导致氧气进入聚氨酯充填体内部与高温状态下的聚氨酯材料接触而引发火灾;煤受聚氨酯材料放热影响,当吸热量和自然氧化产热量之和大于散热量时,就会跃过缓慢氧化阶段进入加速氧化阶段,从而加速了自然发火进程。2)从化学反应焓变的角度计算了聚氨酯材料产生的能量。以最高反应温度为140℃为例,计算了其释放到煤体中的热量和包裹在材料内部中的热量理论数值。3)通过对比一种煤矿充填用聚氨酯材料1m~3充填实验结果与数值模拟结果,确定数值模... 

【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

5116综采工作面高冒区示意图

杨建军，李新潮[35]针对冀中能源峰峰集团某矿由矿用聚氨酯材料使的火灾事故，高分子化学灌浆事故特征及燃烧机理分析，发现了火灾，并提出了防止类似事故的措施。中煤科工集团重庆研究院有限公司对聚氨脂充填材料做了相关的实验如下：聚氨脂材料热效应实验（温度变化趋势如图 1.5）：

技术路线图

【参考文献】：
期刊论文
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[2]热重分析法在聚氨酯密封胶检测中的应用[J]. 岳丽清,陈淼,尹业琳,龚洪洋,孔军仕,陆瑜,刘亚琼.  粘接. 2017(02)
[3]瓦斯抽放用聚氨酯封孔材料放热问题研究[J]. 周鹏,李同续.  化学推进剂与高分子材料. 2015(04)
[4]高分子灌浆材料的研究现状及展望[J]. 徐安,张家璐,曾力.  混凝土. 2014(10)
[5]新型有机封孔材料及应用工艺研究[J]. 许向彬.  煤矿开采. 2014(04)
[6]高地温环境对煤自燃特性影响的试验研究[J]. 邓军,王凯,翟小伟,文虎,张嬿妮,姜华.  煤矿安全. 2014(03)
[7]矿用高分子注浆加固材料安全性试验研究[J]. 吴怀国.  煤炭科学技术. 2013(11)
[8]低变质程度煤自燃特性的改进着火活化能方法研究[J]. 郝朝瑜,王鑫阳,赵庆彪,王继仁.  中国安全科学学报. 2013(10)
[9]高地温矿井开采期间的热害防治技术[J]. 百世奇.  科技创业家. 2013(16)
[10]矿用高分子注浆加固材料性能特点及研究方向[J]. 吴怀国,魏宏亮,田凤兰,李红英,李卫国,向锦明.  煤炭科学技术. 2012(05)

博士论文
[1]煤矿硬质聚氨酯泡沫封孔安全性能实验研究[D]. 李季.中国地质大学（北京） 2011



本文编号：2934843