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新型煤泥浆基防灭火复合胶体材料研究与应用

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成果主要完成人

代 杰,杨 明,梁开山,周 刚,王宜清,王忠桥,刘 晶,温忠党,李忠燕,王 彬,孟文锋,王进美,曹 军,杨关艳,任 帅,张 露,韩建雷,朱思东

项目概况

本成果属煤矿灾害防治,主要应用于煤矿采空区火灾的防治。本研究基于柴里煤矿构造复杂的实际地质特征,采用理论分析、现场调研、实验室实验与现场应用结合等方法进行研究,首先通过实验测定煤泥的粒度、含水率、灰分含量、发热量和黏度等参数,确定废弃煤泥的理化性质,考察了废弃煤泥作为防灭火材料的可行性;其次选择合适的骨料和辅料,通过接枝共聚的方法制备了凝胶剂,与煤泥复合制备出新型煤泥浆基防灭火复合胶体材料;然后通过性能测试与分子动力学模拟阐明了新型煤泥浆基防灭火复合胶体材料防灭火性能及阻燃机理;最后针对柴里煤矿实际情况,通过对矿井注浆站自动化智能化升级,实现注浆站自动化智能化运行,实现“五提两降”,即制输浆能力高、制浆质量提高、自动化及智能化程度提高、制浆设备运行可靠性提高、工效提高,劳动强度大幅度降低、设备故障率降低。本成果最后系统提出了提出了集地面自动制浆系统、采空区智能注浆系统以及精准防灭火预控技术体系于一体的注浆工艺,提出了煤炭自燃预防、煤炭自燃预报、隐患处理、火区处理并结合多功能全自动制浆系统的智能一体化防控措施,根据复杂灾变条件下采空区自然发火制定了相关措施及管理制度体系,现场应用取得了良好的防灭火效果。本研究项目将煤矿洗煤厂废弃煤泥作为注浆原料,利用一种无机材料和煤泥混合制备新型煤矿注浆防灭火材料,以代替黄土的使用,从而解决煤泥放置占用土地资源和污染环境的问题,同时节约煤矿防灭火治理成本,减少黄土使用量,为矿井的安全生产和环境保护提供保障。该项目无论对于柴里煤矿,还是枣矿集团乃至整个煤炭行业都具有极为重要的现实意义和应用价值,具有广阔的推广应用市场和应用前景,经济效益和社会效益巨大。

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