（1）提出采用液态硅酸盐缩短泡沫浆液胶凝时间的方法，厘清了材料的水化反应动力学过程与快速胶凝机理。
（2）分析了速凝无机固化泡沫的受力过程，阐明了泡沫浆液的高效堆积和持久稳定机制。
（3）根据矸石山高温区特点，提出了地面钻孔灌注速凝无机固化泡沫的灭火工艺，取得了优异的灭火效果，为矸石山火区治理提供了一项新技术。
防治煤自燃的高堆积固化泡沫的制备及应用研究
胡相明1,2 ，王凯1 ，薛迪1 ，孙公正1
1. 山东科技大学 安全与环境工程学院
2. 山东科技大学 矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地
漏风是引发矿井煤自燃的重要原因，矿井堵漏是解决漏风和遏制煤自燃的关键技术，但常用传统无机固化泡沫(TISF)堵漏过程中胶凝时间长、堆积能力弱，文章提出了经液态硅酸钠(LSS)改性制备的速凝无机固化泡沫(RISF)。研究了不同掺量LSS对泡沫浆液胶凝时间、堆积能力的影响规律，采用抗压强度、稳定性测试等表征手段，确定了LSS的最优添加量为5%(质量分数)，RISF在28 d抗压强度达2.49 MPa，最大密度比R为1.11，稳定性提升20%左右；与TISF相比，RISF的凝结时间大幅缩短(从683 s缩短到52 s)，堆积能力提升(最大堆积高度提高1.9倍)。RISF具有更多的水化产物且不同的水化产物紧密交织，在颗粒水化过程中，LSS水解生成原硅酸根与溶液中的钙离子结合，加快水化反应，缩短了泡沫浆液的胶凝时间。但也发现，当LSS添加量超过5%时，RISF的抗压强度降低，稳定性下降，这主要是因为过量的LSS使溶液中的钙硅比例低于1.0，导致生成了低强度的水化产物。与TISF相比，RISF具有较高的堵漏效率和优良的防灭火性能，堵漏效率最高提升26.3%，且在扑灭煤火时未出现复燃。利民煤矿矸石山现场地面钻孔注浆应用表明， RISF具有良好的降温灭火效果。
教授
博士生导师
胡相明，男，汉族，1981年7月生，山东肥城人，中共党员，教授、博士生导师，山东科技大学火灾科学与热动力灾害防治团队学术带头人，国家级青年拔尖人才，泰山学者青年专家，山东省杰出青年基金获得者，青岛市西海岸新区紧缺人才，山东省应急管理厅安全生产专家，现任山东科技大学省部共建矿山灾害预防控制国家重点实验室（培育）副主任，兼任《煤炭学报》、《International Journal of Mining Science and Technology》等期刊的青年编委，煤炭工业技术委员会煤矿通风与安全专家委员会委员，中国职业安全健康协会通风安全与健康专业委员会委员。
矿井通风与防灭火
长期从事煤自燃火灾防控理论与技术研发工作，以“预防为主、因地制宜、综合治理”为指导思想，形成了集“智能预警-安全防火-高效灭火”为一体的煤自燃高效防治关键技术；研发了适用于沿空留巷堵漏风的低热阻燃矿用喷涂材料及配套装备，实现了矿用喷涂材料的低温发泡和本征阻燃；开发了高效阻化凝胶泡沫及发泡装置，为大空间采空区高位火源治理提供新技术。主持了国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目子课题，山东省杰出青年基金，山东省高等学校优秀青年创新团队支持计划，中国博士后特别资助等纵向项目10项，完成企业委托课题10余项；以通讯作者或第一作者在《煤炭学报》、《Energy》等行业顶刊发表论文80余篇，出版专著2部；以第一发明人授权发明专利25项（美国专利1项，日本专利1项）；首位获得山东省技术发明二等奖1项，山东省自然科学二等奖1项，中国煤炭工业协会科技进步一等奖1项；主持山东省本科教学改革研究重点项目1项，山东省研究生教育教学改革研究项目1项，获国家级教学成果二等奖1项，山东省教学成果二等奖1项。
胡相明，王凯，薛迪，等. 防治煤自燃的高堆积固化泡沫的制备及应用研究[J]. 煤炭科学技术，2024，52（2）：1−12.
HU Xiangming，WANG Kai，XUE Di，et al. Study on preparation and application of high accumulation solidified foam for preventing coal spontaneous combustion[J]. Coal Science and Technology，2024，52（2）：1−12.
END 责任编辑：常琛
整 理：黄小雨
责任编辑：常琛
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