無機膠凝泡沫防滅火技術研究.pdf

1、論文題目：無機膠凝泡沫防滅火技術研究專業(yè)：安全科學與工程碩士生：郭戎(簽名)指導教師：張辛亥(簽名)摘要我國很多煤礦存在礦井自燃火災現(xiàn)象，對煤礦安全生產產生極大的危害，造成了大量的人員傷害和經濟損失。為了滿足煤礦井下防滅火工作的需要，本文研究了一種無機膠凝泡沫防滅火技術，并開發(fā)出相應的無機膠凝泡沫防滅火材料，其既能夠對井下采空區(qū)、漏風裂隙等區(qū)域進行密閉封堵，也能夠直接用于撲滅井下火災。對無機膠凝泡沫防滅火材料的各個組份進行了配比優(yōu)化，測

2、試了各組份的不同配比對材料的抗壓強度、初凝時間和終凝時間的影響。實驗結果表明：無機膠凝泡沫防滅火材料中，當膠凝劑的比例為水泥48%、快速膠凝劑32%、粉煤灰20%時，材料的凝固時間較短、抗壓強度值較高；水與膠凝劑的比例為0.4，減水劑摻量為0.2%時，形成的膠凝泡沫材料孔結構較好，強度較高；高性能泡沫的發(fā)泡倍數(shù)為15倍時，對膠凝泡沫材料的性能最有利；泡沫的摻量可以按實際需求進行調整，當泡沫摻量約為材料漿液體積的十倍時，材料28d的抗壓強

3、度仍能夠達到0.91MPa，能夠滿足井下充填密閉的需要。然后，進一步對無機膠凝泡沫防滅火材料漿液的工藝性能和滅火降溫能力進行了測試。實驗結果表明，材料漿液是一種非牛頓流體，具有剪切稀化的特點，且具有屈服應力；材料在松散煤體中的滲流，與滲流壓力和煤體介質的空隙率有關。最后，對無機膠凝泡沫防滅火技術進行了現(xiàn)場密閉充填實驗，實驗結果表明無機膠凝泡沫防滅火技術充填速度快、充填效果好、充填成本較低，實用性和經濟性較好。關鍵詞：煤自燃；泡沫；膠凝材

4、料；充填；防滅火研究類型：應用研究Subject:StudyonthetechnologyoffirepreventionwithinganicgelatinizationfoamSpecialty:SafetyScienceEngineeringName:GuoRong（Signature）Instruct:ZhangXinhai（Signature）ABSTRACTThemajityofChinesecoalminesarefaci

5、ngthethreatfromcoalspontaneouscombustion.Ithascausedalotofcasualtieseconomiclosses.Indertomeettheneedofthefirepreventionextinguishingincoalmineanewkindoftechnologyoffirepreventionwithinganicgelatinizationfoamisdevelopedi

6、nthispaper.Theinganicgelatinizationfoamissynthesizedwithgelatinizingagentwaterbasedfoamwateradditivesbycertainprocess.Thistechnologycanbeusednotonlytosealtheminedoutareacrackbutalsotoextinguishthefiredisasterincoalmine.T

7、hecompositionsoftheinganicgelatinizationfoamthecompressivestrengthsettingtimeofthematerialswhichareinfluencedbytheradiobetweendifferentcompositionsweretestedstudiedoptimizedinthepaper.Throughtheexperimentsshowthatifthege

8、latinizingagentsintheinganicgelatinizationfoamwerecomposedof48%dinaryPtlcement32%quickhardeninggelatinizer20%flyashthematerialswillgethighercompressivestrengthshtersettingtime.Whenthewatercementratiois0.4with0.2%waterred

9、ucerinitthebubbleofthegelatinizationfoamwillbepreferablythecompressivestrengthwillbehigher.Itisinthebestperfmanceoftheinganicgelatinizationfoammaterialswhentheexpansionradioofthewaterbasedfoamis15.Themixingamountoffoamca

10、nbeadjustedaccdingtoactualneeds.Whenthefoamisabouttentimesthesizeofthematerialslurrythe28dcompressivestrengthofmaterialscanreach0.91Mpaitcansatisfytheneedofsealsinthecoalmine.Inadditionthepaperdoesresearchintothematerial

11、s’apparentviscosityrheologicalbehaviseepagecoolingabilitytheeffectoffiresuppression.Theexperimentalresultsshowthatthematerialsslurryisakindofnonnewtonianfluidwiththeacteristicsofashearthinningyieldstress.Materialsslurryp