發(fā)布時間：2021-01-06 06:57

　　突出煤相似材料是由煤粉、粘結(jié)劑和水等原料在一定成型壓力下壓制而成,相似材料是開展煤與瓦斯突出模擬實驗的重要組成部分,也是研究突出模擬實驗的重要內(nèi)容之一。相似材料與原煤的相似度決定了突出模擬實驗的還原準確性,而相似材料與原煤的相似主要體現(xiàn)在物理力學性質(zhì)、吸附解吸性質(zhì)和孔隙率等方面。在突出模擬實驗中,通常需要根據(jù)已知的原煤參數(shù)進行配制對應的相似材料,相似材料的配比模型成為配制相似材料的關(guān)鍵問題。為提高相似材料與原煤的相似度,得出相似材料的配比模型,本文基于正交試驗設計方法,研究了不同配比條件下相似材料在物理力學、吸附解吸和孔隙率方面的性質(zhì),通過實驗數(shù)據(jù)分析歸納出一套突出煤相似材料的配比模型,并通過設計驗證實驗,驗證了配比模型了可靠性,取得了以下主要成果:（1）對相似材料的原料及工藝進行研究。開展了粘結(jié)劑對比實驗,對比水泥、石膏和腐植酸鈉3種粘結(jié)劑對相似材料單軸抗壓強度和瓦斯放散初速度的影響,其中水泥更適合作為相似材料的粘結(jié)劑;研究了成型水份對相似材料強度的影響,確定了14%為相似材料的合理成型水份;制作工藝方面,成型壓力對相似材料強度的影響較大,加載速率對強度的影響相對較小。（2）通過正交... 

【文章來源】：煤炭科學研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

復合粘結(jié)劑 兩種或兩種以上粘結(jié)劑混合組成 塑性破壞、脆性破壞水泥作為一種常用的粘結(jié)劑，初凝時間和終凝時間都有相應要求，水泥的初凝時間是指水泥開始失去可塑性，終凝時間使指水泥完全失去可塑性，根據(jù)《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）規(guī)定，水泥的初凝時間不小于 45min，而終凝時間不大于 390min。而相似材料由混合到壓制試件不超過 45min，由此可知在水泥凝固之前能完成相似材料的制作，能滿足實驗要求。3.2.1.1 粘結(jié)劑對比實驗目前常用的相似材料粘結(jié)劑有水泥、腐植酸鈉、石膏，為比較這三種粘結(jié)劑對相似材料單軸抗壓強度和瓦斯放散初速度的影響，開展粘結(jié)劑對比實驗篩選出適合做相似材料的粘結(jié)劑。（1）原料的選取三種粘結(jié)劑分別為水泥、石膏和腐植酸鈉見圖 3.1，骨料煤粉取自松藻三聯(lián)煤業(yè)有限公司渝陽煤礦 M8 煤層，煤樣基本參數(shù)為：水分 0.94%、灰分 16.25%、孔隙率 7.95%、密度 1.51g/cm3，吸附常數(shù) a=34.025cm3/t，瓦斯放散初速度為35mmHg。粘結(jié)劑等原料的基礎(chǔ)參數(shù)見表 3.2。

原材料 配比范圍 參數(shù)水泥 5% 20% 普通 5.25 硅酸鹽水泥石膏 5% 20% 高強石膏粉，硬度 8.5MPa腐植酸鈉 5% 20% 優(yōu)品級，干基≥70%煤粉 80% 95%渝陽煤礦 M8 煤層，粒徑 0.2~0.5mm 與小于0.2mm 的煤粉 1:1 混合水 30g 普通自來水（2）材料的制備為比較三種粘結(jié)劑對相似材料的影響，每一種粘結(jié)劑設置 4 個實驗水平，添加比例（占試件固體總質(zhì)量比例）分別為 5%、10%、15%、20%，共 12 個試件。將相應的煤粉和粘結(jié)劑均勻混合后加入適量的水攪拌混勻，然后將混合好的原料倒入模具，壓力機加載方式選擇負荷控制，加載速度 300N/S，最大加載負荷 50KN并在達到 50KN 后保持壓力 10 分鐘，最后脫模貼標簽，制成規(guī)格為直徑 50mm、高為 100mm 的試件。將制好的試件養(yǎng)護 7 天后再放入 80℃的烘干箱內(nèi)烘干，減小水分對試驗結(jié)果的影響。壓制中的型煤試件和制好的煤樣如圖 3.2 所示，試件的詳細配比見表 3.3。


本文編號：2960133