凝膠泡沫防滅火材料研制及防滅火性能的實驗研究.pdf

1、礦井火災(zāi)是煤礦的主要自然災(zāi)害之一，煤炭自燃是礦井火災(zāi)的主要形式。國內(nèi)外廣泛采用灌漿、噴灑阻化劑、注惰氣以及新開發(fā)的凝膠等技術(shù)防治煤炭自燃。這些技術(shù)在單獨使用時會有覆蓋面積小、流動性差、封堵性差等不足，以及對于遠距離采空區(qū)的高位空間著火尚未起到良好滅火效果的缺陷。因此，近年來各國學(xué)者紛紛開展復(fù)合式防滅火技術(shù)研究。其中凝膠泡沫防滅火材料結(jié)合了凝膠和泡沫各自的優(yōu)點，形成的凝膠泡沫因其保留了三相泡沫流動性好和擴散范圍廣的良好防滅火性能，同時又具

2、備凝膠良好的粘結(jié)性和封堵性能備受關(guān)注。
　　本論文所述凝膠泡沫是由氣體均勻分散在凝膠中的分散體系，主要由發(fā)泡劑、合成的吸水凝膠穩(wěn)泡劑組成。論文采用Warning-Blender法對常用不同發(fā)泡劑發(fā)泡性能進行對比，篩選出用量少、發(fā)泡效果較好的發(fā)泡劑，將篩選出的單一發(fā)泡劑通過改變不同發(fā)泡劑的比例從而進行兩兩復(fù)配實驗，最終確定了發(fā)泡倍數(shù)高、穩(wěn)定時間長、耐鹽性能好的復(fù)配發(fā)泡劑體系，作為凝膠泡沫發(fā)泡劑。采用溶液聚合法，以淀粉、丙烯酸鹽和膨潤

3、土為原料，確定淀粉/丙烯酸配比、交聯(lián)劑濃度、引發(fā)劑濃度為變化因素，通過正交試驗，合成了吸水性能較好的高吸水凝膠穩(wěn)泡劑，采用紅外光譜法對合成材料結(jié)構(gòu)進行表征，采用熱重分析儀對合成材料熱穩(wěn)定性進行驗證。將合成凝膠材料與前面所復(fù)配合成的發(fā)泡劑混合，優(yōu)化各配比，合成煤礦用凝膠泡沫防滅火材料。
　　通過凝膠泡沫對不同煤種的潤濕性能實驗表明，凝膠泡沫對不同煤種有不同的潤濕性，但都強于清水對煤體的潤濕性，這說明凝膠泡沫體系能在煤的表面能有效潤濕