防治煤自燃的新型凝胶泡沫的制备及性能研究

发布时间：2022-02-20 15:34

　　煤自燃是诱发矿井内因火灾的主要原因,矿井火灾常会诱发煤尘和瓦斯爆炸,对矿下人员的生命安全产生了严重的威胁。目前煤矿行业主要采用的防灭火技术措施有注浆、注惰性气体等,这些措施对于矿井火灾的治理发挥着一定的作用,但是缺点也很明显。因此,专家学者都在作进一步研究,力图研发出一种新型矿用灭火材料。凝胶泡沫防灭火效果良好,被视为一种优良的、具有极大市场潜力的新型矿用材料。但现有凝胶泡沫存在着发泡性不强、热稳定性差、流动性能不足等缺点。为此从发泡剂、稳泡剂、胶凝剂、交联剂等方面进行筛选复配并开展研究,制备出一种新型防灭火凝胶泡沫,并进行发泡性能、热稳定性、流动性能和阻燃性能等方面的研究。采用Waring Blender法对十二种表面活性剂的发泡能力进行试验,优选出三种发泡能力较强的发泡剂并开展复配试验,确定出一种发泡能力强的发泡剂复配方案。在此基础上,对稳泡剂、成胶体系进行多重对比试验,优选出最佳的凝胶泡沫稳泡剂、胶凝剂、交联剂组分。通过设计四因素三水平正交实验,最终试验确定出新型凝胶泡沫的配方。通过设计凝胶泡沫抗温性实验及凝胶泡沫恒温失水率实验,考察此凝胶泡沫的热稳定性,研究得出凝胶泡沫抗温时长... 

【文章来源】：西安科技大学陕西省

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 凝胶泡沫研制研究现状
        1.2.2 凝胶泡沫防灭火性能研究现状
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
2 泡沫、凝胶的基本特性
    2.1 泡沫的基本性质
        2.1.1 泡沫及其形成机理
        2.1.2 泡沫的基本性质
        2.1.3 泡沫的失稳机理
        2.1.4 表面活性剂介绍及分类
    2.2 凝胶的基本性质
        2.2.1 凝胶及其分类
        2.2.2 凝胶的性质
        2.2.3 凝胶的制备方法
    2.3 凝胶泡沫的基本性质
        2.3.1 凝胶泡沫的组成
        2.3.2 凝胶泡沫的特点
        2.3.3 凝胶泡沫的制备流程
    2.4 本章小结
3 凝胶泡沫的实验制备
    3.1 发泡剂的复配
        3.1.1 实验方法
        3.1.2 实验材料
        3.1.3 实验设备
        3.1.4 单一发泡剂的筛选
        3.1.5 发泡剂的复配实验
    3.2 稳泡剂的筛选
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验结果及分析
    3.3 成胶体系的制备
        3.3.1 实验材料
        3.3.2 实验设备
        3.3.3 胶凝剂和交联剂的筛选
        3.3.4 胶凝剂与交联剂质量比
    3.4 凝胶泡沫的配方确定
    3.5 本章小结
4 凝胶泡沫的热稳定性及流动特性实验
    4.1 凝胶泡沫的热稳定性
        4.1.1 实验方法
        4.1.2 实验设备
        4.1.3 凝胶泡沫的抗温性实验
        4.1.4 温度对凝胶泡沫失水率的影响
        4.1.5 稳泡剂浓度对凝胶泡沫失水率的影响
    4.2 凝胶泡沫的流动特性
        4.2.1 实验方法
        4.2.2 温度对凝胶泡沫粘性的影响
        4.2.3 稳泡剂浓度对凝胶泡沫粘性的影响
    4.3 本章小结
5 凝胶泡沫防灭火材料的阻燃性能
    5.1 凝胶泡沫阻燃特性实验
        5.1.1 实验设备
        5.1.2 实验方法
        5.1.3 实验数据分析及结果讨论
    5.2 阻化机理分析
        5.2.1 湿润、覆盖煤体
        5.2.2 充填碎煤缝隙、煤体空隙
        5.2.3 阻止煤氧复合作用
        5.2.4 凝胶泡沫与煤体间的机械键合
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]2019年煤炭供需形势分析及2020年展望[J]. 蒋茂荣,肖新建.  中国能源. 2020(03)
[2]我国矿井内因火灾防治技术研究现状[J]. 朱红青,胡超,张永斌,胡林涛,袁晓乐,王晓宽.  煤矿安全. 2020(03)
[3]惰气技术在防治尾巷局部火灾中的应用[J]. 马砺,高宇,杨宏曙.  煤矿安全. 2020(01)
[4]矿用CMC/ZrCit/GDL防灭火凝胶特性研究[J]. 董凯丽,王俊峰,梁择文,石琪.  中国安全科学学报. 2020(01)
[5]防治煤自燃的泡沫凝胶防灭火特性研究[J]. 朱树来.  煤炭科学技术. 2019(10)
[6]采空区高位钻孔注浆防灭火浆液扩散特性研究[J]. 王立杰,王继仁,张勋,郭晓阳.  中国安全科学学报. 2019(10)
[7]泡沫凝胶制备系统设计及应用[J]. 许永刚,宋红立,汪虎,叶志,郭庆.  煤矿安全. 2019(09)
[8]三相泡沫灭火剂油面热稳定性试验[J]. 刘慧姝,段纪淼,蒋新生,翟琰,王岩,王冬.  安全与环境学报. 2019(02)
[9]复合惰性气体采空区自然发火防治技术[J]. 韩兵,杨宏伟,高宏,钱志良.  煤矿安全. 2019(03)
[10]凝胶泡沫对原煤自燃的阻化特性实验研究[J]. 陆新晓,赵鸿儒,薛雪,韩宇.  煤矿安全. 2019(01)

博士论文
[1]矿用羧甲基纤维素钠/柠檬酸铝防灭火凝胶的制备与特性研究[D]. 周春山.太原理工大学 2017
[2]防治煤自燃的凝胶泡沫及特性研究[D]. 张雷林.中国矿业大学 2014

硕士论文
[1]三相泡沫体系优选及封堵效果实验研究[D]. 葛嵩.东北石油大学 2019
[2]防治煤层自燃的新型阻化剂的制备及性能研究[D]. 杜杰.太原理工大学 2019
[3]煤矿防灭火凝胶泡沫的形成机理及阻化性能研究[D]. 邓钟.湖南科技大学 2019
[4]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
[5]防治煤自燃的多态泡沫及其特性研究[D]. 李丁.天津理工大学 2019
[6]强度可调泡沫凝胶的制备及性能研究[D]. 何楚琦.中国石油大学(北京) 2018
[7]阻燃型聚氨酯泡沫的制备及其性能的研究[D]. 张弛.安徽理工大学 2017
[8]防治煤自燃的新型凝胶泡沫材料实验研究[D]. 张军委.中国矿业大学 2017
[9]泡沫凝胶法制备轻质煤矸石多孔材料研究[D]. 陈飞宇.湖南科技大学 2015
[10]耐高温泡沫凝胶调驱实验研究[D]. 王鹏.东北石油大学 2015



本文编号：3635345