煤炭是我国重要的基础能源,而由于滚筒冻黏引起的胶带撕裂、矿车冻黏引起的煤炭回运等问题严重制约了冬季煤矿的安全和高效生产。水作为煤冻结条件的必要因素,对煤的冻黏强度具有重要影响。通过自行设计的冻黏强度测试装置,在温度为-30℃和冷冻时间为3 h的条件下,分别测试了6种不同材料与干基含水率10%~60%煤泥的冻黏特性。实验研究表明,煤的含水率控制在10%以下为宜,此时冻黏强度几乎为0,随着含水率的逐渐升高煤的冻黏强度逐渐增大,当含水率为40%左右时,达到最大值,随着含水率继续增加,煤的冻黏强度反而出现下降。实验结果还表明,普板(Q235)等亲水性金属材料的冻黏强度对煤的含水率比较敏感,而PTFE等疏水性材料的冻黏强度几乎不受含水率影响。PTFE这类材料这种优良特性在高寒地区煤炭运输领域表现了广泛的应用前景,值得进一步深入研究。

国家自然科学基金资助项目(51374120)；