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煤矿快速密闭封堵材料工艺专利技术资料


1、粉煤灰凝胶防灭火技术在煤矿中的研究应用

从粉煤灰凝胶防灭火材料的特性入手,研究了粉煤灰凝胶材料在防灭火技术应用中的最佳配比。主要研究内容:(1)粉煤灰凝胶材料及配方的研究;(2)井下移动式灌注设备的研制;(3)综放面相邻采空区丢煤带灌注工艺的研究。主要技术指标:(1)粉煤灰凝胶初凝时间1~30min可调,含水量≥80%。(2)移动式灌注设备,压力5Mpa,流量5m~3/h,可输送固体颗粒≤5mm。通过在实验室对粉煤灰凝胶的大量试验研究,用数理统计中的极差分析法和最小二乘法得出了最佳材料配比。采用粉煤灰凝胶的不同材料配比进行交叉试验,分别测得其成胶时间,找出材料配比与成胶时间的关系。粉煤灰凝胶最佳材料配比为:灰水比1∶3~1∶5,基料A用量3%,胶凝剂B用量1%~2%。通过对井下移动式灌注设备................共50页

2、固体泡沫封堵材料特性实验研究

本文对一种固体泡沫封堵材料的发泡倍数、燃烧特性及生成气体等特性进行研究。对不同配比下的发泡倍数进行研究,找出最佳配比,使发泡倍数最大。经过实验得出A料与B料的比例为1:1.3时,发泡倍数最大,煤矿井下可应用此比例进行配比,以节约原料和成本。同时对该泡沫材料的燃烧特性进行了实验,得出了该材料不适合直接接触高温火源进行封堵,而应距离火源一定距离封堵。对泡沫在固化过程气体成分进行了分析,除了含有氮气和氧气外,只含有少量的二氧化碳和甲烷,对井下操作人员没有危害。燃烧过程产生的气体成分除了氧气、氮气、二氧化碳和甲烷外,还含有少量的一氧化碳、乙烷、乙烯等有毒有害气体。这些都为煤矿现场应用这种封堵材料提供了理论依据。...............共42页

3、固体泡沫添加无机物后特性参数的实验研究

矿井火灾是煤矿重大灾害之一,矿井火灾不但烧毁大量的煤炭、造成人员伤亡,还会引发瓦斯煤尘爆炸等继发灾害,造成更严重的损失。煤炭自燃引起的火灾事故占矿井火灾次数的90%以上,因此各主要产煤国都在积极进行煤矿自燃火灾防治技术的研究。随着科技的发展,煤矿自燃火灾的防治手段、措施和新材料发展的也非常迅速。本文主要对一种新型防灭火封堵材料固体泡沫在添加无机物后的特性进行实验研究,研究在添加不同量无机物的条件下,固体泡沫的发泡倍数及抗压强度等特性参数随含沙量的变化关系,得到固体泡沫添加无机物后特性参数的变化规律,并对添加无机物前后的经济成本进行对比分析。为煤矿应用固体泡沫材料进行防灭火提供基础参数和理论依据...............共56页

4、矿山救护用快速密闭技术的研究与应用

在分析不同快速密闭的类型适应性基础上,研究了以气囊式密闭和水凝胶防爆密闭相结合的矿用快速密闭技术体系。首先,分析了水凝胶密闭填充材料的成胶工艺与成胶机理,提出水凝胶填充材料制备方法,实验研究了水凝胶填充材料的胶凝时间,包括不同影响因素下胶凝时间的变化规律以及水凝胶材料最适宜浓度及胶凝时间,掌握了水凝胶材料的稳定性及力学性能。然后,选取了快速气囊密闭材料,测试了材料的阻燃性,同时,对不同形状巷道的适应性及结构设计进行分析,确定了气囊密闭的固定与充气方式。最后,通过在模拟巷道对不同的巷道密闭进行试验,实现了快速密闭的远距离安全施工,在大佛封煤矿和小南沟煤矿火灾救援应用表明,为火区快速隔离及救援起到很重要的作用。通过研...............共52页

5、矿用高水封堵防灭火材料及其应用研究

开展了高水封堵防灭火材料主要组分及配方的研究。选取高吸水树脂作为材料的主要组分,根据自由基聚合反应机理,通过大量实验,采用AA-CA二聚体,引发剂及交联剂,通过交联和聚合反应制备封堵剂的核心组分,通过正交实验,研究了矿用高水封堵材料的合成方法及工艺技术,选择出吸水倍率高且受盐的影响小,工艺简单的最佳配方。实验结果表明,优化的合成条件为:AA-CA二聚体中和度为80%、引发剂用量为0.025%、AA-CA二聚体、HEMA摩尔比AA-CA:HEMA=95:5,交联剂用量为0.04%,在此条件下合成得到的高水封堵材料的最大吸水倍率可达786g/g。其次,通过添加粉状惰性分散剂HV对封堵材料的热稳定性、吸潮性等进行改善的实验,确定分散剂与有机组分的最佳比例为2:1;通过封堵材料用量与性能...............共48页

6、矿用新型密闭堵漏聚氨酯弹性体材料的纳米改性研究及应用

针对现阶段密闭堵漏材料的现状,在矿用新型密闭堵漏聚氨酯材料的基础上,利用纳米二氧化硅及二氧化钛作为增强粒子对其进行改性,研究开发力学性能优异且具有阻燃功能的新型矿用密闭堵漏聚氨酯材料。以聚丙二醇醚、一缩二已二醇、甲苯二异氰酸酯、莫卡(MOCA)、邻苯二甲酸二辛酯、及阻燃剂、抗静电剂等合成聚氨酯弹性体,并选用纳米二氧化硅、纳米二氧化钛对聚氨酯弹性体进一步增强,通过对纳米粒子的表面改性促进其在聚氨酯基体中更好的分散。对聚氨酯弹性体纳米复合材料进行了X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、红外光谱(FT-IR)的表征,以及耐水性能、力学性能和阻燃性能的测试。XRD及SEM分析表明:纳米SiO_2和TiO_2粒子均匀分布于聚氨酯弹性体基体中,纳米粒子...............共65页

7、煤矿井下充填堵漏泡沫材料的研制及应用

煤炭自燃是矿井开采过程中的主要灾害之一,控制漏风是预防煤自燃的关键技术手段。建筑保温泡沫因原料简单、发泡倍数高、密封效果好,近年来在煤矿井下广泛使用。然而,有机泡沫在井下应用中呈现出很多问题,如快速密闭用聚氨酯泡沫成本高、产热量大、易燃、易收缩,堵漏风泡沫脆性大、游离醛含量高等。本文针对现有煤矿井下用有机固化泡沫的不足,研制了一种新型的煤矿井下用充填堵漏风泡沫,该泡沫具有游离甲醛含量低、密闭性好、抗压强度高、阻燃性好、密度低等优点。本文运用正交试验方法,考察了反应时间、反应温度、物料配比和催化剂量对合成树脂性能影响的显著性。在此基础上,采用单因素实验法研究了各显著因素对树脂性能的影响规律,找出各反应因素的最佳...............共55页

8、煤矿用聚氨酯密闭填充堵水材料的制备及性能研究

分别采用半预聚体法、一步聚合法和预聚法,制备了三种煤矿用聚氨酯材料,其主要研究内容和实验结果分三个部分: 为了提高煤矿用聚氨酯硬泡的力学强度,降低成本,以高岭土作为填充改性剂,采用半预聚体法制备了聚氨酯/高岭土硬泡密闭填充复合材料,考察了高岭土含量对RPUKCF性能的影响。结果表明,高岭土改性后,其在RPUKCF中的分散性得到有效提高,当高岭土含量少于10wt%,RPUKCF的泡孔规整且尺寸小,当高岭土含量大于10wt%,RPUKCF的泡孔坍塌且尺寸变大,泡孔结构被破坏;当高岭土含量少于10wt%,RPUKCF的单位密度压缩强度和邵氏硬度均较低,当高岭土含量大于10wt%,RPUKCF的单位密度压缩强度和邵氏硬度随高岭土含量增大而增大,当高岭土含量为40wt%时,RPUKCF的单位密...............共60页

9、煤自燃火灾防治新技术及矿用新型密闭堵漏材料的研究与应用

开发了相应的防灭火装备及材料,并在自然发火严重的矿区进行了应用,主要有井下移动式火灾气体束管采样装备,解决了全矿井束管监测系统难于维护的难题;开发的地面钻孔测温仪和气体采样装备解决了灭火过程中孔温度的测定、气体信息采集的难题;井下钻孔测温仪采用无电源设计可监测煤壁及采空区内部温度;井下移动式灭火凝胶泵为井下局部灭火提供了设备支持和技术保障。首次将聚氨酯弹性体防水堵漏材料应用于矿井进行漏风堵漏。在矿用聚氨酯弹性体堵漏材料性能研究的基础上,确定了聚氨酯弹性体的组成配比及抗静电剂种类,利用表面处理后的纳米SiO_2和TiO_2对聚氨酯弹性体进行改性处理,制备了增强增韧的聚氨酯弹性体纳米复合材料。并对聚氨酯弹性体纳米复合材料进行了X射线衍...............共63页

10、新型防灭火封堵材料——固体泡沫特性参数实验研究

煤矿火灾是影响矿井安全生产的重大灾害之一,快速封堵矿井漏风通道是防止自然发火的有效措施,火区封闭也是煤矿灭火的常用方法。煤矿越来越多地采用泡沫灭火对矿井进行防灭火处理,如何快速严密地封堵漏风通道及封闭火区是目前亟待解决的问题。本文介绍了新型防灭火封堵材料—固体泡沫的特点、参数、优缺点以及适用条件。通过对新型固体泡沫的发泡倍数和抗压强度等特性进行实验研究,测出了不同配比时的发泡倍数和抗压强度,找到了泡沫的最大发泡倍数和最大抗压强度值,并利用Origin7.0绘制发泡倍数与抗压强度之间的曲线图,得出两者之间存在的线性关系。为泡沫进行添加无机物和泡沫的气密性等其他特性试验研究提供参考数据,为煤矿井下漏风通道的快速封堵或火区巷道的快...............共44页

11、矿用充填堵漏风新型复合泡沫的研制

以苯酚、脲素和多聚甲醛为聚合单体通过一步法创新性的合成了酚-脲-醛树脂。采用正交试验分析了脲素用量、催化剂用量、反应温度、反应时间对树脂发泡性能的影响规律,得出了酚-脲-醛树脂合成的最佳条件。通过红外光谱和核磁共振碳谱分析了酚-脲-醛树脂的化学结构,揭示了酚-脲-醛共聚树脂的合成机理。为优化酚-脲-醛树脂的催化体系,研究了不同固化剂、表面活性剂、发泡剂等对泡沫固化行为、力学性能和微观结构的影响规律,找出了最优的固化剂、表面活性剂、发泡剂配比及用量,揭示了固化剂和表面活性剂对泡沫的作用机理,探讨了酚-脲-醛树脂的成泡和固化机制。针对酚-脲-醛泡沫韧性差的问题,通过添加聚乙二醇(PEG)对酚-脲-醛泡沫进行改性,研究了不同分子量的...............共46页

12、2012102972704A 煤矿充填密闭用高分子发泡材料 1-9
13、2012103759503A 一种矿用柔性喷涂密闭材料 1-8
14、2013100477868A 一种矿用水玻璃加固堵水材料 1-6
15、2013103079434A 煤矿井下用渗漏堵水改性酚醛树脂注浆材料及制备方法 1-5
16、2013104152899A 一种煤矿用快速密闭材料及其制备方法 1-10
17、2013107534537A 一种煤矿井下密闭墙体封堵方法 1-6
18、2014100200934A 一种煤矿防爆抗压密闭的远程填充方法 1-5
19、2014101995642A 一种煤矿联络巷及其密闭方法 1-7
20、2014103100355A 一种环保型聚氨酯堵水加固材料及其制备方法 1-7
21、2014108004710A 一种煤矿井下密闭墙及其构筑方法 1-6
22、2015100022490A 一种煤矿井下柔性喷涂临时密闭墙及其构筑方法 1-8



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