煤礦井下巷道壁面噴涂材料的制備及試驗(yàn)研究.pdf

1、煤炭在開采的過程中始終伴隨著瓦斯涌出，我國煤礦瓦斯爆炸事故也時有發(fā)生，一方面和煤礦管理有很大關(guān)系，另一方面由于煤礦井下巷道內(nèi)的瓦斯涌出極其不均衡，難以準(zhǔn)確檢測及預(yù)測。為了保證煤礦煤炭安全開采進(jìn)程，目前煤礦企業(yè)已基本裝備了瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)。但是由于煤炭巷道壁面瓦斯涌出濃度極不均勻，現(xiàn)有的甲烷檢測裝置在煤礦井下復(fù)雜環(huán)境中監(jiān)測的數(shù)據(jù)不夠穩(wěn)定、不夠準(zhǔn)確，因此為了防止傳感器誤判錯判，監(jiān)測數(shù)據(jù)只能作為參考。為保證煤炭開采安全，煤礦一般進(jìn)行大功

2、率的通風(fēng)，耗電巨大。
　　本文提出利用一種巷道噴涂材料用來減緩并穩(wěn)定巷道壁面的瓦斯涌出，為巷道瓦斯的濃度檢測提供有利的依據(jù)，以保證煤礦的安全生產(chǎn)。而當(dāng)前煤礦井下所使用噴涂材料基本以水泥或者有機(jī)化學(xué)材料等為主。其中水泥類噴涂材料容易開裂剝離，效果不理想；有機(jī)類阻燃性能差，且使用過程中會有毒害氣體釋放，價(jià)格昂貴，會成為煤礦不小的開支。因此本文利用循環(huán)流化床超細(xì)粉煤灰作為添加劑代替水泥結(jié)合有機(jī)乳液制作一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的巷道噴涂材料。本文研究

3、重點(diǎn)如下：
　?。?）煤礦井下現(xiàn)場調(diào)研
　　通過對潞安集團(tuán)某煤礦進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)回風(fēng)巷道瓦斯?jié)舛茸罡?，并且巷道壁面瓦斯的涌出?qiáng)度極不穩(wěn)定，完全不便于巷道瓦斯?jié)舛鹊臋z測。本文對某回風(fēng)巷道進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)研，并得到其地址構(gòu)造及水文地質(zhì)等情況的詳細(xì)資料。
　?。?）循環(huán)流化床鍋爐超細(xì)粉煤灰添加量對巷道噴涂材料的影響實(shí)驗(yàn)研究
　　將循環(huán)流化床鍋爐（簡稱C F B）超細(xì)粉煤灰作為添加料制備瓦斯噴涂材料。通過考察噴涂材

4、料的表觀、粘結(jié)性、防水性、防靜電性、阻燃性等性能選取了較好的噴涂材料配制方法。CFB超細(xì)粉煤灰添加量最大為粉料的30％左右可滿足噴涂材料各性能標(biāo)準(zhǔn)要求。同時選取CaCl2作為激發(fā)劑，對所研制噴涂材料進(jìn)行了理化性質(zhì)研究，發(fā)現(xiàn)其對CFB超細(xì)粉煤灰的活性有明顯激發(fā)作用，提高了巷道噴涂材料的粘結(jié)性。使得噴涂材料中的CFB超細(xì)粉煤灰添加量提高至40%。
　?。?）用巷道噴涂材料進(jìn)行井下巷道噴涂中試實(shí)驗(yàn)研究
　　使用研制的具備良好粘結(jié)性

5、、防水性、防靜電性、阻燃性等功能的瓦斯封堵材料，噴涂至煤礦井下巷道壁面，并布置瓦斯?jié)舛葯z測點(diǎn)對各面點(diǎn)進(jìn)行檢測得到數(shù)據(jù)。通過比較分析噴涂前、噴涂過程跟班測試以及噴涂一周后的瓦斯?jié)舛葯z測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)噴涂后巷道中瓦斯?jié)舛缺葒娡壳跋陆德蔬_(dá)到了22.26％。巷道噴涂明顯降低了巷道壁面的瓦斯的涌出強(qiáng)度，使巷道壁的瓦斯涌出強(qiáng)度相對穩(wěn)定，便于進(jìn)一步準(zhǔn)確監(jiān)測礦井巷道瓦斯?jié)舛?，對保障工作面安全具有重要意義。
　　（4）提出并設(shè)計(jì)井下安全生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化新思

6、路
　　巷道壁面瓦斯的涌出受各種因素制約，以至于涌出濃度極不穩(wěn)定，對巷道內(nèi)瓦斯的檢測也極其不準(zhǔn)確。因此本文設(shè)計(jì)出一套檢測瓦斯的新思路。首先，利用巷道噴涂材料對巷道壁面進(jìn)行噴涂預(yù)處理，穩(wěn)定巷道壁面瓦斯的涌出濃度。同時，設(shè)計(jì)出一種貼壁式的瓦斯監(jiān)控裝置，其可對無風(fēng)條件下的瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測。通過無風(fēng)條件下的瓦斯?jié)舛扰c在通風(fēng)條件下瓦斯?jié)舛鹊膶Ρ龋瑴?zhǔn)確檢測當(dāng)前和預(yù)測下一時刻井下巷道內(nèi)瓦斯?fàn)顟B(tài)，進(jìn)而可為井下生產(chǎn)環(huán)境的供風(fēng)提供有益參考依據(jù)。最后，使用