矿井火灾对矿山充填膏体劣化规律试验研究

摘要

为研究矿井火灾对充填膏体抗压强度的影响,分别设置4个高温(200℃,400℃,600℃,800℃)和4个受热时间(60 min,100 min,140 min,180 min)模拟矿井火灾产生的温度和火灾持续的时间,以喷水冷却和自然冷却来模拟火灾的熄灭方式,对高温后充填膏体进行了单轴压缩实验,系统研究了高温后充填膏体剩余抗压强度与受热温度、受热时间的关系,通过扫描电子显微镜(SEM)分析充填膏体内部微观结构。结果表明:受热温度和受热时间对充填膏体强度均存在影响,充填膏体在受热温度较低、受热时间较短时抗压强度出现小幅度增长,随试验进行,强度陡然下降,其损失最高达到50%,当温度到达800℃左右,强度下降幅度趋于平缓;充填膏体内部的自由水蒸发,结晶水、石英晶体和水泥水化产物的分解是影响充填膏体抗压强度的主要因素。喷水冷却相比自然冷却下对充填膏体强度影响较大,通过SEM分析充填膏体在高温作用下呈现"较疏松-密实-疏松-开裂"的过程演化。