• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
矿用喷涂堵漏风自修复材料性能及工程应用研究
  • 88
  • 35
  • 作者

    胡相明姜永茂吴明跃张茜杨振宇

  • 单位

    山东科技大学安全与环境工程学院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

  • 摘要

    喷涂堵漏风是防止煤炭自燃的有效手段之一。针对传统水泥基喷涂堵漏风材料脆性大、易开裂、堵漏风效果差的弊端,提出以微生物及结晶矿物为自愈合剂,研制出生物胶囊和矿物胶囊以及一种生物-矿物-纤维协同自修复材料。研究了不同养护湿度和养护时间对材料裂缝自修复能力的影响。结果表明,当养护湿度为100%、养护时间为35d时,研制的生物胶囊和矿物胶囊可以将裂缝完全修复,裂缝最大修复宽度为1260μm。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)探究了自修复材料裂缝区域修复产物的晶型及元素组成,发现裂缝处的修复产物为球碳镁石、花瓣状的水菱镁矿以及大量由细菌矿化产生的球形方解石,这些修复产物在一定程度上起到了密闭裂缝的作用;EDS能谱分析证实了修复产物为MgCO3和CaCO3。当养护湿度为100%时,材料具有最高的堵漏风率(97.15%),比同养护条件的对照组试样高出73.62%。最后将自修复材料用于沿空煤柱喷涂堵漏风,结果显示该材料在6个月内未发现明显裂隙,与传统水泥砂浆相比,该材料具有更长的使用寿命和更好的预防效果。

  • 关键词

    煤自燃预防愈合剂自修复堵漏工程应用

  • 文章目录

    0引言
    1试验材料与方法
    1.1 试验材料
    1.2 材料的制备
    1.2.1 生物胶囊的制备工艺
    1.2.2 矿物胶囊的制备工艺
    1.2.3 砂浆试样的制备
    1.2.4 裂缝的产生及养护
    1.3 裂缝的愈合效果
    1.3.1 面积愈合率
    1.3.2 宽度愈合率
    1.3.3 SEM分析
    1.3.4 堵漏风测试
    2结果与讨论
    2.1 裂缝的填充
    2.2 裂缝的愈合效率
    2.3 SEM分析
    2.4 堵漏风率
    2.5 裂缝的自修复机理
    3 自修复材料的工程应用
    3.1 自修复材料的流挂性能研究
    3.2 工作面回采期间堵漏风
    3.2.1 工程概况
    3.2.2 煤柱复喷
    3.2.3 处理后效果
    4 材料的经济、环保性分析
    4.1 经济性分析
    4.2 环保性分析
    5 结论

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