发泡水泥在煤矿瓦斯抽放孔封堵上的应用研究

摘要

近年来矿井瓦斯抽放孔封堵的方法日趋成熟，发泡聚合材料封孔因其工艺简单、密封可靠、封孔迅速等特点而得到了广泛应用，聚氨酯材料是目前采用最多的聚合材料。但由于聚氨酯的成本较高、操作要求高，限制了其更广泛的发展。
　　发泡水泥用作井上抽放孔的封堵材料是本课题在封堵技术上开拓出的一个新方向。它采用普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥作胶凝材料，以双氧水为发泡剂，掺加适宜量的固化剂、减水剂及稳泡剂等外加剂，在常温常压下完成发泡反应，充分填堵住抽放孔及其周围孔隙，在6-8分钟内固化凝结，可以达到期望的封堵效果。因其成本低、施工简单，有望代替聚氨酯聚合材料广泛作为矿井瓦斯抽放孔的封堵材料。完成的主要工作如下：
　　1.常温发泡试验研究：通过在干粉物料中添加遇水发热的激发剂，取代温水发泡的要求，实现常温发泡的目的。研究了激发剂、水温与发泡速率、发泡体积的关系，确定出不同室外温度条件下激发剂的适宜掺量。
　　2.体积稳定性优化：研究了发泡水泥发泡过程中气泡的长大及稳定固化原理；研究了pH值、硫铝酸盐水泥及搅拌时间对体积稳定性的影响关系，得出影响发泡稳定的关键是发泡速率和固化速率的平衡。
　　3.发泡水泥的固化时间优化：为了尽可能缩短发泡水泥的凝结时间，进行了水泥的复配试验及外加剂和水料比的正交试验，找出了普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的最佳复配比例，确定了发泡剂、激发剂和固化剂的适宜掺加比例以及合适的水料比。
　　4.发泡水泥浆体流动性研究：在固定水料比的条件下研究了减水剂和硅粉掺量对浆体流动性的影响，找出二者的适宜掺加比例。

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第一章 绪论

1.1本文研究背景

1.2相关研究现状

1.3论文选题的依据以及研究目标和内容

第二章 常温发泡试验

2.1 前言

2.2温度试验

2.3 本章小结

第三章 发泡水泥的体积稳定性研究

3.1 气泡的成型及长大

3.2 气泡的稳定及固化

3.3 发泡水泥的体积稳定性试验

3.4 本章小结

第四章 发泡水泥固化时间优化试验

4.1 前言

4.2 发泡水泥的配合比设计

4.3 试验方案

4.4 试验结果处理及分析

4.5 本章小结

第五章 发泡水泥的流动性试验

5.1 前言

5.2 水泥流动性能的原理及检测方法

5.3 试验结果及分析

5.4 本章小结

第六章 结论

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢