矿井粉煤灰浆液固化充填技术研究

发布时间：2017-08-15 13:39

  本文关键词：矿井粉煤灰浆液固化充填技术研究

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【摘要】：随着我国煤矿产量和煤炭需求量的不断增加，新建、改扩建矿井增多，煤矿开采技术装备的不断进步，开采强度及深度的进一步加大，掘进、回采工艺推陈出新的同时，也给矿井的防火工作带了新的问题和压力。比如生产工作面的顺槽双巷间的联巷多，且其随着工作面的推采，为了防止自然发火需要对其进行及时封闭；回采完毕的工作面进行巷道永久封闭时，为了防止采空区漏风，往往需要施工厚度达5m以上的闭墙，井下材料运输量大，工人工作量大，劳动强度高，施工周期长，，且为了解决密闭内充填的黄土（或粉煤灰）不能密实接顶问题，通常会向密闭顶部注入有机膨胀材料提高密封效果，但黄土受潮或遇水会收缩下沉，巷道顶部形成漏风供氧通道，容易引起采空区遗煤自燃。 针对上述情况，本论文对国内外充填加固、封堵密闭等材料进行了调研，充分分析了无机、有机及胶体等封堵材料的优缺点及应用条件，得出这些材料均不太适合解决上述问题。故本论文在粉煤灰物化特性的基础上，研发出一种新型胶凝固化添加材料，并通过实验对粉煤灰添加水泥和胶凝固化剂后的浆液进行特性研究，分别得出其最佳配比。研制出一套适合现场应用的粉煤灰地面制浆，通过管路输送至井下，添加胶凝固化剂后充填至井下作业点后固化封堵巷道的粉煤灰浆液固化充填系统及灌注工艺。 通过在同煤集团云冈煤矿的现场应用，实现了8617工作面收作后巷道快速封堵密闭等工作，有效地防止了采空区自燃，保障了工作面的顺利回采。
【关键词】：粉煤灰 制浆 固化充填 密闭构筑
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD752.2
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-6
• 1 绪论6-14
• 1.1 研究背景及意义6-7
• 1.2 国内外研究现状7-11
• 1.2.1 无机固化封堵材料7-9
• 1.2.2 有机封堵材料9-10
• 1.2.3 胶体封堵材料10-11
• 1.3 研究目标及内容11
• 1.3.1 研究目标11
• 1.3.2 研究内容11
• 1.4 研究方法和技术路线11-14
• 1.4.1 现场考察及调研11-12
• 1.4.2 实验室研究确定粉煤灰胶凝固化充填技术的各项具体参数12
• 1.4.3 粉煤灰浆液胶凝固化系统装备的研发及其工艺的确定12
• 1.4.4 现场工业性试验12-14
• 2 粉煤灰浆液固化实验研究14-37
• 2.1 概述14-15
• 2.2 粉煤灰的分类15-17
• 2.3 粉煤灰的物化特性17-21
• 2.3.1 粉煤灰的物理性能18-19
• 2.3.2 粉煤灰的化学性质19-20
• 2.3.3 粉煤灰的矿物组成20
• 2.3.4 粉煤灰的优选20-21
• 2.4 胶凝固化剂实验特性研究21-30
• 2.4.1 胶凝固化剂固化机理21-22
• 2.4.2 粉煤灰固化剂的种类22-27
• 2.4.3 胶凝固化剂添加量的实验研究27-30
• 2.5 粉煤灰与水泥混合浆液的实验研究30-36
• 2.5.1 实验的材料选择30-31
• 2.5.2 实验合成过程及结果分析31-35
• 2.5.3 胶凝固化剂在粉煤灰水泥混合浆液中的添加量35-36
• 2.6 本章小结36-37
• 3 粉煤灰制浆固化充填装备及工艺研究37-44
• 3.1 粉煤灰制浆装备设计原则37-38
• 3.2 系统构成38-39
• 3.3 应用工艺39-41
• 3.3.1 灌浆工艺39-40
• 3.3.2 灌注复合胶体工艺40-41
• 3.3.3 充填加固工艺41
• 3.4 系统布置41-42
• 3.4.1 系统工艺要求41-42
• 3.4.2 使用环境要求42
• 3.5 主要设备及技术参数42-43
• 3.6 本章小结43-44
• 4 现场应用44-52
• 4.1 矿井简介44-47
• 4.1.1 矿井概况44-45
• 4.1.2 工作面概况45-47
• 4.2 顺槽封堵应用47-51
• 4.2.1 主要内容47
• 4.2.2 应用过程47-51
• 4.2.3 效果检验51
• 4.3 本章小结51-52
• 5 结论52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-57
• 附录57

【参考文献】

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1 余明高;我国煤矿防灭火技术的最新发展及应用[J];矿业安全与环保;2000年01期

2 邓军,徐精彩,陈晓坤;煤自燃机理及预测理论研究进展[J];辽宁工程技术大学学报;2003年04期

本文编号：678496