亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        防治煤自燃的高穩(wěn)定泡沫凝膠的制備及其特性研究

        2022-11-05 10:17:20蔡春城
        山東煤炭科技 2022年10期
        關(guān)鍵詞:煤堆成膠煤體

        蔡春城

        (上海大屯能源股份有限公司孔莊煤礦,江蘇 徐州 221600)

        孔莊煤礦7303綜采工作面北為-760 m等高線,南到7301 工作面溜子道,東至KF13 斷層,西至Ⅲ5 采區(qū)人行下山。工作面對(duì)應(yīng)地面標(biāo)高+33.38 m,工作面標(biāo)高為-641.6~ -764.7 m,工作面走向長(zhǎng)1 015.0 m,傾向長(zhǎng)205.0 m (斜長(zhǎng)217 m),煤層厚度2.90~5.00 m,平均厚度3.20 m,工作面煤層傾角在15°~25°,平均傾角19°,工作面斜面積211 175 m2。7303 工作面過(guò)斷層期間,由于回采推進(jìn)速度慢,斷層區(qū)域采空區(qū)及頂煤存在煤炭自燃風(fēng)險(xiǎn),因此為加強(qiáng)工作面過(guò)斷層期間采空區(qū)防滅火工作,確保工作面的安全生產(chǎn),研制了一種新型防滅火材料即高穩(wěn)定性泡沫凝膠[1-6]。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        實(shí)驗(yàn)原料:水玻璃(WG),40 °Bé,模數(shù)3.3,含量34%,山東優(yōu)索化工科技有限公司(中國(guó));碳酸氫鈉(NaHCO3),含量≥ 99.5%,pH 值(50 g/L,25 ℃)≤8.6,水不溶物≤0.01%,分析純;改性有機(jī)硅聚醚乳液(MPS),含量55%,臨沂綠森化工有限公司;復(fù)合表面活性劑(CFA):主要包含脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和十二烷基硫酸鈉。

        1.2 制備流程

        (1)制備質(zhì)量濃度為0.7 %的CFA 溶液,然后加入一定量的MPS 進(jìn)行攪拌直至均勻。 (2)加入一定量的WG 并攪拌均勻。(3)加入一定量的NaHCO3溶液,機(jī)械攪拌發(fā)泡。

        具體制備流程如圖1。

        圖1 高穩(wěn)定性泡沫凝膠的制備流程

        1.3 高穩(wěn)定性泡沫凝膠的性能表征

        1.3.1 成膠時(shí)間

        將NaHCO3溶液加入到WG 中混合并充分?jǐn)嚢? s,停止攪拌后即開(kāi)始計(jì)時(shí)T1,每隔2 s 輕微晃動(dòng)樣品并觀察漿液流動(dòng)狀態(tài),直至漿液凝固,記錄時(shí)間T2,成膠時(shí)間T=T2-T1。

        1.3.2 微觀結(jié)構(gòu)

        采用徠卡電子顯微鏡(DVW5000HD,Japan)觀察泡沫的微觀結(jié)構(gòu)。利用圖像分析軟件,分析泡沫體系中氣泡尺寸的分布特征及演化過(guò)程[7-9]。

        1.3.3 滅火試驗(yàn)

        用柴油作為點(diǎn)火材料。滅火材料包括水、傳統(tǒng)泡沫凝膠和高穩(wěn)定性泡沫凝膠。滅火試驗(yàn)裝置包括熱電偶、注漿插管、鐵架臺(tái)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。熱電偶放置在煤堆中間,滅火劑流速為60~80 L/s,灌注壓力為0.6~1 MPa。滅火過(guò)程:用柴油引燃煤堆,使用注漿插管將滅火劑灌注到燃燒10 min 后的煤堆,用熱電偶監(jiān)測(cè)燃燒過(guò)程中溫度的變化。滅火試驗(yàn)重復(fù)三次,結(jié)果取平均值。

        1.4 高穩(wěn)定性泡沫凝膠的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

        預(yù)先對(duì)井下液壓支架架間煤體進(jìn)行鉆孔,隨后通過(guò)鉆孔向煤體注入泡沫凝膠。每個(gè)支架均布設(shè)3個(gè)鉆孔:架前鉆孔、架中鉆孔和架后鉆孔。

        2 試驗(yàn)結(jié)果

        2.1 成膠時(shí)間

        表2 顯示了不同濃度NaHCO3和WG 對(duì)成膠時(shí)間的影響。從表中可以看出,隨著WG 和NaHCO3濃度的增加,發(fā)泡溶液的粘度逐漸增加,成膠時(shí)間逐漸縮短。這主要是因?yàn)殡S著WG 和NaHCO3濃度的增加,二者之間發(fā)生的無(wú)機(jī)縮聚反應(yīng)得到加速,從而大大縮短了成膠時(shí)間??紤]到現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的限制,如管道運(yùn)輸和成本,膠凝時(shí)間一般應(yīng)控制在1~5 min。因此,WG 和NaHCO3的濃度最終分別以10wt%~11wt%和3wt%~4wt%最佳。

        2.2 微觀結(jié)構(gòu)

        圖2 顯示了傳統(tǒng)泡沫凝膠和高穩(wěn)定性泡沫凝膠的微觀結(jié)構(gòu)。從圖2(a)、(b)可以發(fā)現(xiàn),在0~1 h 泡沫粗化的過(guò)程中,兩種泡沫凝膠中的小氣泡都合并成了大氣泡,泡沫表面積變小。傳統(tǒng)泡沫凝膠的氣泡平均尺寸從1.37 mm 增加到2.46 mm,高穩(wěn)定性泡沫凝膠的氣泡平均尺寸從0.62 mm 增加到0.89 mm,這說(shuō)明高穩(wěn)定性泡沫凝膠具有更好的穩(wěn)定性。這主要是因?yàn)楦叻€(wěn)定性泡沫凝膠的氣泡液膜更穩(wěn)定,減緩了氣體的擴(kuò)散速度和液體的流動(dòng)速度,減弱了氣泡的粗化和析液。

        表1 不同濃度碳酸氫鈉和水玻璃對(duì)成膠時(shí)間的影響規(guī)律

        圖2 0 h 和1 h 泡沫的微觀結(jié)構(gòu)

        2.3 滅火性能

        圖3 顯示了水、傳統(tǒng)泡沫凝膠和高穩(wěn)定性泡沫凝膠進(jìn)行滅火實(shí)驗(yàn)所得的溫度曲線。從圖3 可以發(fā)現(xiàn),溫度呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì),溫度升高對(duì)應(yīng)著煤炭燃燒階段,溫度降低對(duì)應(yīng)著滅火階段。煤炭在燃燒一段時(shí)間后,溫度達(dá)到600 ℃,然后用等量的滅火材料進(jìn)行滅火,煤堆中的熱電偶測(cè)量到溫度快速下降,這表明三種滅火材料都有良好的冷卻降溫效果。其中,在用水和傳統(tǒng)泡沫凝膠進(jìn)行滅火時(shí)發(fā)現(xiàn),兩種滅火材料易流失、蒸發(fā),不能完全覆蓋煤體,并且會(huì)出現(xiàn)復(fù)燃現(xiàn)象,不具備長(zhǎng)時(shí)間的防滅火性能;而在用高穩(wěn)定性泡沫凝膠進(jìn)行滅火時(shí)發(fā)現(xiàn),其具有較好的堆積附著性,能夠長(zhǎng)時(shí)間的包裹煤體,并且不會(huì)出現(xiàn)煤堆復(fù)燃的現(xiàn)象,具有理想的防滅火性能。上述滅火結(jié)果的差異主要是因?yàn)楦叻€(wěn)定性泡沫凝膠具有較高的穩(wěn)定性,其中的水分在蒸發(fā)后可在煤體表面形成穩(wěn)定性能良好的凝膠隔氧膜,阻斷煤體與氧氣的進(jìn)一步接觸而氧化,起到了窒息滅火的作用。

        圖3 不同防滅火材料的滅火效果

        2.4 礦井總回風(fēng)流CO 濃度的變化情況

        圖4 展現(xiàn)了壓注高穩(wěn)定泡沫凝膠后礦井總回風(fēng)流CO 濃度的變化情況。從圖中可以發(fā)現(xiàn),未壓注高穩(wěn)定泡沫凝膠時(shí),礦井總回風(fēng)流中CO 濃度超過(guò)2.4×10-5(例如,2021 年6 月7 日高達(dá)1×10-4)。2021 年6 月21 日—2021 年7 月2 日循環(huán)壓注高穩(wěn)定泡沫凝膠,CO濃度迅速降低,穩(wěn)定在1×10-5以下。停止壓注泡沫凝膠后,CO 濃度依然較低。這表明高穩(wěn)定泡沫凝膠具有良好的防滅火效果。

        圖4 壓注泡沫凝膠前后礦井總回風(fēng)流CO 濃度的變化情況

        2.5 防滅火機(jī)理

        圖5 顯示了高穩(wěn)定性泡沫凝膠的滅火機(jī)理。首先,高穩(wěn)定性泡沫凝膠具有良好的堆積附著性,能夠很好地包裹住高溫煤體并借助自身含有的大量水分對(duì)煤體進(jìn)行物理降溫,其中的水分在吸收大量熱量后會(huì)相變?yōu)樗魵舛⑹?。?dāng)高穩(wěn)定性泡沫凝膠失水到一定程度后,促使其中的凝膠組分濃度變大,成膠時(shí)間縮短,進(jìn)而在煤體表面形成凝膠隔氧膜,形成的凝膠隔氧膜能夠阻斷煤體與氧氣的接觸,從而防止煤的進(jìn)一步氧化。

        圖5 高穩(wěn)定性泡沫凝膠的滅火機(jī)理

        3 結(jié)論

        為預(yù)防和控制采空區(qū)煤自燃,本文利用WG、NaHCO3、CFA 和MPS 研發(fā)出一種高穩(wěn)定性泡沫凝膠,對(duì)比分析了泡沫凝膠的成膠時(shí)間、微觀結(jié)構(gòu)和滅火效果,闡明了高穩(wěn)定性泡沫凝膠的防滅火機(jī)理,主要結(jié)論總結(jié)如下:

        (1)高穩(wěn)定性泡沫凝膠的穩(wěn)定性隨著WG 和NaHCO3的摻量增加而增加,成膠時(shí)間隨著WG 和NaHCO3的摻量增加而縮短。WG 和NaHCO3的濃度優(yōu)選為10wt%~11wt%和3wt%~4wt%。

        (2)與傳統(tǒng)泡沫凝膠相比,高穩(wěn)定性泡沫凝膠的氣泡尺寸更小且均勻,并且隨著時(shí)間的增加,氣泡尺寸變化幅度小,這說(shuō)明高穩(wěn)定性泡沫凝膠具有較好的穩(wěn)定性。

        (3)通過(guò)滅火實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),高穩(wěn)定性泡沫凝膠具有良好的堆積附著性和降溫效果,在失水一定程度后,其能夠在煤體表面形成凝膠隔氧膜,從而進(jìn)一步阻止了煤與氧氣的接觸,具有較好的防滅火效果。

        (4)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)CO 氣體濃度的數(shù)據(jù)表明,礦井總回風(fēng)流中CO 濃度遠(yuǎn)低于2.4×10-5,泡沫凝膠的應(yīng)用效果顯著。

        猜你喜歡
        煤堆成膠煤體
        一種復(fù)合凝膠堵劑的制備與性能研究
        大型煤堆自燃特征及其影響因素試驗(yàn)研究
        能源工程(2021年2期)2021-07-21 08:39:48
        兩種不同形狀煤堆自燃升溫特征的數(shù)值模擬
        煤堆上的一朵小花
        露天煤堆群自燃特性的數(shù)值模擬
        注熱井周?chē)后w蠕變過(guò)程的滲透率變化規(guī)律模擬研究
        正交試驗(yàn)下煤體滲透性影響因素評(píng)價(jià)
        煤炭工程(2019年4期)2019-05-05 02:30:16
        以“中央廚房”為突破口探索時(shí)政報(bào)道的融煤體之路——以浙江之聲為例
        影響丙烯酰胺堵水劑成膠因素的研究
        聚合物水解度對(duì)有機(jī)鉻交聯(lián)劑成膠性能的影響
        亚洲av区一区二区三区| 国产偷窥熟女精品视频| 国产农村三片免费网站| 粗大挺进孕妇人妻在线| 久久精品国产91精品亚洲| 国产精品伦一区二区三级视频| 午夜一级韩国欧美日本国产 | 肥老熟女性强欲五十路| 久久久www成人免费精品| 久久久久成人亚洲综合精品| 日本高清一区二区在线观看| 国产人成精品免费久久久| 曰韩人妻无码一区二区三区综合部| 国产精品三级在线观看| 国产黄色看三级三级三级 | 亚洲av永久中文无码精品综合| 婷婷综合缴情亚洲| 国产桃色精品网站| 日韩精品一二三区乱码| 国产精品嫩草99av在线| 亚洲地址一地址二地址三| 亚洲免费看三级黄网站| 高级会所技师自拍视频在线| 米奇影音777第四色| 久久国产精99精产国高潮| 中文字幕人妻一区二区二区| 乱中年女人伦| 在教室伦流澡到高潮hnp视频| 在线不卡中文字幕福利| 亚洲一区二区免费在线观看视频 | 视频一区二区三区黄色| 欧美一区二区三区久久综| 久久噜噜噜| 我也色自拍俺也色自拍| 极品尤物一区二区三区| 国产亚洲av片在线观看18女人| 人妻精品一区二区免费| 美丽的小蜜桃在线观看| 老熟女重囗味hdxx70星空| 高清高速无码一区二区| 国产剧情av麻豆香蕉精品|