粉煤灰稠化胶体的制备及防灭火特性研究
发布时间：2021-11-07 03:23
采空区煤自燃给煤矿安全开采造成巨大经济损失和人员伤亡。目前采用的注浆防灭火技术存在固液易分离、失水严重、覆盖堆积性不佳等问题,对采空区煤自燃治理效果有限,稠化胶体技术可以解决上述问题,并对煤自燃防治具有良好效果。固相颗粒在稠化胶体中稳定悬浮是保证其防灭火效果的关键,不仅可以避免管路运输过程中的沉降,同时能够增强防灭火材料的覆盖降温效果。结合现场实际和材料环保等情况,本文提出了能够稳定悬浮粉煤灰、保湿性良好、易于制备运输的粉煤灰稠化胶体技术,研究成果如下:研究了稠化胶体材料的物化参数,确定了稠化剂的配比,并对悬浮稳定性的影响因素进行了研究,阐明了粉煤灰稠化胶体的悬浮机理。配比实验表明稠化剂中聚合物X和H的最佳配比为2:3,最佳使用浓度为3‰;研究了粉煤灰量、PH值和温度对稠化胶体悬浮稳定性的影响,发现粉煤灰稠化胶体在PH值为59时可以稳定悬浮质量分数小于100%的粉煤灰颗粒,同时具有良好的耐热性。粉煤灰颗粒的稳定悬浮不仅受聚合物协同作用形成的空间网络结构的支撑,同时受范德华引力、双电层斥力及空间斥力的共同作用,让稠化胶体表现出优异的稳定悬浮效果。研究了粉煤灰稠化胶体...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
for Fly Ash Thickened Colloid) 2.1.1 粉煤灰粒径分析 实验研究中选择的粉煤灰是在徐州市东兴市场购买的普通粉煤灰。粉煤灰粒径的大小分布对稠化胶体的悬浮性具有一定的影响，粉煤灰颗粒越小，其在稠化胶体中越容易均匀分布且不易沉降。采用实验室 Bettersize2600 激光粒度分析仪（图 2-1）湿法测试模式对粉煤灰的粒径进行测定。激光粒度仪测试结果如图 2-2 所示，粉煤灰的粒径范围为 0.2～300μm，其中粉尘粒径小于 18.47μm 的颗粒占50%，说明粉煤灰的粒径较小且分布比较均匀，易于在稠化胶体中分布和稳定悬浮，适合管道输送。
工程硕士专业学位论文10图2-2粉煤灰颗粒粒径分布Figure2-2Particlesizedistributionofflyash粉煤灰颗粒是煤块粉碎后形成的煤粉在火力发电厂燃炉中充分燃烧，煤中的灰分熔融冷却形成的。但是受燃烧炉的温度、煤粉的粗细、煤中灰份的含量等因素的影响，最终粉煤灰颗粒的形貌是不同的。粉煤灰中颗粒形貌分为三类，分别为球形颗粒、不规则的熔融颗粒、多孔颗粒[58]。球形颗粒表面比较光滑，具有滚珠效应，粒子表面因吸附作用形成双电层结构，可以增加浆体的流动性和润滑性，粉煤灰中球形颗粒越多，粉煤灰的质量越好。2.1.2粉煤灰化学分析粉煤灰经过化学分析，其主要成分如表2-1所示。粉煤灰的主要成分是二氧化硅（SiO2）和三氧化铝（Al2O3），两者含量分别为51.36%和30.49%。其次为氧化钙（CaO）和三氧化二铁（Fe2O3），含量分别为6.62%和4.49%。另外的金属氧化物如二氧化钛（TiO2）、氧化镁（MgO）、氧化钾（K2O）等含量很少。表2-1粉煤灰化学成分分析表Table2-1AnalysisoftheChemicalCompositionofFlyash化学成分SiO2Al2O3CaOFe2O3MgOTiO2K2OSO3Na2OP2O5含量（%）51.3630.496.624.491.261.221.030.610.410.24粉煤灰的化学活性主要是指粉煤灰的活性成分与氢氧化钙发生反应产生一定的强度。二氧化硅（SiO2）和三氧化铝（Al2O3）都不溶于水，但与强碱可以发生反应。氧化钙（CaO）溶于水，且与水发生反应生成氢氧化钙（Ca（OH）2），
【参考文献】：
期刊论文
[1]2019年我国煤炭供应总体宽松[J]. 煤化工. 2019(06)
[2]粉煤灰综合利用现状及其在装配式建筑中的应用[J]. 姚华彦,陈传明,刘文博,刘玉亭. 中国资源综合利用. 2019(11)
[3]1950—2016年我国煤矿特大事故统计分析[J]. 朱云飞,王德明,戚绪尧,李德利,邵振鲁. 煤矿安全. 2018(10)
[4]煤自燃防治技术现状及发展[J]. 王俊波. 内蒙古煤炭经济. 2018(19)
[5]2007—2016年全国煤矿事故统计及发生规律研究[J]. 诸利一,吕文生,杨鹏,王志凯,王昆. 煤矿安全. 2018(07)
[6]中国煤炭工业协会发布《2017煤炭行业发展年度报告》[J]. 煤矿开采. 2018(02)
[7]燃煤电厂粉煤灰综合利用分析[J]. 孟宪彬,李明君,丁国光,付铁,丁宁. 电力科技与环保. 2017(04)
[8]压裂液流动压降及敏感性因素分析[J]. 王鹏,王凤山,张倩. 长江大学学报(自科版). 2016(11)
[9]硫磺沟煤矿综放工作面火区治理技术研究[J]. 冯俊文,毛金峰. 内蒙古煤炭经济. 2015(06)
[10]煤实验最短自然发火期的快速测试[J]. 王德明,亓冠圣,戚绪尧,辛海会,仲晓星,窦国兰. 煤炭学报. 2014(11)
博士论文
[1]压裂用瓜尔胶的改性及性能研究[D]. 陈锋.中国矿业大学（北京） 2015
[2]煤矿井下封闭火区的燃烧状态与气体分析研究[D]. 何敏.中国矿业大学（北京） 2013
硕士论文
[1]防治煤自燃的粉煤灰凝胶泡沫实验研究[D]. 梁洪军.中国矿业大学 2019
[2]黄原胶/瓜尔胶复配及其硼砂交联溶液的流变性研究[D]. 范亮姣.山东大学 2017
[3]防治煤自燃的新型稠化胶体特性研究[D]. 李方磊.中国矿业大学 2017
[4]矿用粉煤灰/CMC复合凝胶防灭火性能研究[D]. 王续.太原理工大学 2016
[5]煤氧化产物产热及官能团变化特性研究[D]. 王坤.煤炭科学研究总院 2016
[6]粉煤灰悬浮胶体的性能及其对煤阻化效果研究[D]. 陈晓利.河南理工大学 2015
[7]新型无氨凝胶的制备及其性能研究[D]. 贾博宇.河南理工大学 2012
[8]煤自然发火胶体防灭火材料性能实验研究[D]. 王楠.西安科技大学 2011
[9]层流、紊流共存时动静压轴承静特性研究[D]. 姚震.郑州大学 2010
[10]大面积采空区煤炭自燃火灾灌浆灭火技术及参数的研究与应用[D]. 王文晖.太原理工大学 2006
本文编号：3481059
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
for Fly Ash Thickened Colloid) 2.1.1 粉煤灰粒径分析 实验研究中选择的粉煤灰是在徐州市东兴市场购买的普通粉煤灰。粉煤灰粒径的大小分布对稠化胶体的悬浮性具有一定的影响，粉煤灰颗粒越小，其在稠化胶体中越容易均匀分布且不易沉降。采用实验室 Bettersize2600 激光粒度分析仪（图 2-1）湿法测试模式对粉煤灰的粒径进行测定。激光粒度仪测试结果如图 2-2 所示，粉煤灰的粒径范围为 0.2～300μm，其中粉尘粒径小于 18.47μm 的颗粒占50%，说明粉煤灰的粒径较小且分布比较均匀，易于在稠化胶体中分布和稳定悬浮，适合管道输送。
工程硕士专业学位论文10图2-2粉煤灰颗粒粒径分布Figure2-2Particlesizedistributionofflyash粉煤灰颗粒是煤块粉碎后形成的煤粉在火力发电厂燃炉中充分燃烧，煤中的灰分熔融冷却形成的。但是受燃烧炉的温度、煤粉的粗细、煤中灰份的含量等因素的影响，最终粉煤灰颗粒的形貌是不同的。粉煤灰中颗粒形貌分为三类，分别为球形颗粒、不规则的熔融颗粒、多孔颗粒[58]。球形颗粒表面比较光滑，具有滚珠效应，粒子表面因吸附作用形成双电层结构，可以增加浆体的流动性和润滑性，粉煤灰中球形颗粒越多，粉煤灰的质量越好。2.1.2粉煤灰化学分析粉煤灰经过化学分析，其主要成分如表2-1所示。粉煤灰的主要成分是二氧化硅（SiO2）和三氧化铝（Al2O3），两者含量分别为51.36%和30.49%。其次为氧化钙（CaO）和三氧化二铁（Fe2O3），含量分别为6.62%和4.49%。另外的金属氧化物如二氧化钛（TiO2）、氧化镁（MgO）、氧化钾（K2O）等含量很少。表2-1粉煤灰化学成分分析表Table2-1AnalysisoftheChemicalCompositionofFlyash化学成分SiO2Al2O3CaOFe2O3MgOTiO2K2OSO3Na2OP2O5含量（%）51.3630.496.624.491.261.221.030.610.410.24粉煤灰的化学活性主要是指粉煤灰的活性成分与氢氧化钙发生反应产生一定的强度。二氧化硅（SiO2）和三氧化铝（Al2O3）都不溶于水，但与强碱可以发生反应。氧化钙（CaO）溶于水，且与水发生反应生成氢氧化钙（Ca（OH）2），
【参考文献】：
期刊论文
[1]2019年我国煤炭供应总体宽松[J]. 煤化工. 2019(06)
[2]粉煤灰综合利用现状及其在装配式建筑中的应用[J]. 姚华彦,陈传明,刘文博,刘玉亭. 中国资源综合利用. 2019(11)
[3]1950—2016年我国煤矿特大事故统计分析[J]. 朱云飞,王德明,戚绪尧,李德利,邵振鲁. 煤矿安全. 2018(10)
[4]煤自燃防治技术现状及发展[J]. 王俊波. 内蒙古煤炭经济. 2018(19)
[5]2007—2016年全国煤矿事故统计及发生规律研究[J]. 诸利一,吕文生,杨鹏,王志凯,王昆. 煤矿安全. 2018(07)
[6]中国煤炭工业协会发布《2017煤炭行业发展年度报告》[J]. 煤矿开采. 2018(02)
[7]燃煤电厂粉煤灰综合利用分析[J]. 孟宪彬,李明君,丁国光,付铁,丁宁. 电力科技与环保. 2017(04)
[8]压裂液流动压降及敏感性因素分析[J]. 王鹏,王凤山,张倩. 长江大学学报(自科版). 2016(11)
[9]硫磺沟煤矿综放工作面火区治理技术研究[J]. 冯俊文,毛金峰. 内蒙古煤炭经济. 2015(06)
[10]煤实验最短自然发火期的快速测试[J]. 王德明,亓冠圣,戚绪尧,辛海会,仲晓星,窦国兰. 煤炭学报. 2014(11)
博士论文
[1]压裂用瓜尔胶的改性及性能研究[D]. 陈锋.中国矿业大学（北京） 2015
[2]煤矿井下封闭火区的燃烧状态与气体分析研究[D]. 何敏.中国矿业大学（北京） 2013
硕士论文
[1]防治煤自燃的粉煤灰凝胶泡沫实验研究[D]. 梁洪军.中国矿业大学 2019
[2]黄原胶/瓜尔胶复配及其硼砂交联溶液的流变性研究[D]. 范亮姣.山东大学 2017
[3]防治煤自燃的新型稠化胶体特性研究[D]. 李方磊.中国矿业大学 2017
[4]矿用粉煤灰/CMC复合凝胶防灭火性能研究[D]. 王续.太原理工大学 2016
[5]煤氧化产物产热及官能团变化特性研究[D]. 王坤.煤炭科学研究总院 2016
[6]粉煤灰悬浮胶体的性能及其对煤阻化效果研究[D]. 陈晓利.河南理工大学 2015
[7]新型无氨凝胶的制备及其性能研究[D]. 贾博宇.河南理工大学 2012
[8]煤自然发火胶体防灭火材料性能实验研究[D]. 王楠.西安科技大学 2011
[9]层流、紊流共存时动静压轴承静特性研究[D]. 姚震.郑州大学 2010
[10]大面积采空区煤炭自燃火灾灌浆灭火技术及参数的研究与应用[D]. 王文晖.太原理工大学 2006
本文编号：3481059
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