凝膠泡沫防滅火材料研制及防滅火性能的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、礦井火災(zāi)是煤礦的主要自然災(zāi)害之一，煤炭自燃是礦井火災(zāi)的主要形式。國(guó)內(nèi)外廣泛采用灌漿、噴灑阻化劑、注惰氣以及新開(kāi)發(fā)的凝膠等技術(shù)防治煤炭自燃。這些技術(shù)在單獨(dú)使用時(shí)會(huì)有覆蓋面積小、流動(dòng)性差、封堵性差等不足，以及對(duì)于遠(yuǎn)距離采空區(qū)的高位空間著火尚未起到良好滅火效果的缺陷。因此，近年來(lái)各國(guó)學(xué)者紛紛開(kāi)展復(fù)合式防滅火技術(shù)研究。其中凝膠泡沫防滅火材料結(jié)合了凝膠和泡沫各自的優(yōu)點(diǎn)，形成的凝膠泡沫因其保留了三相泡沫流動(dòng)性好和擴(kuò)散范圍廣的良好防滅火性能，同時(shí)又具

2、備凝膠良好的粘結(jié)性和封堵性能備受關(guān)注。
　　本論文所述凝膠泡沫是由氣體均勻分散在凝膠中的分散體系，主要由發(fā)泡劑、合成的吸水凝膠穩(wěn)泡劑組成。論文采用Warning-Blender法對(duì)常用不同發(fā)泡劑發(fā)泡性能進(jìn)行對(duì)比，篩選出用量少、發(fā)泡效果較好的發(fā)泡劑，將篩選出的單一發(fā)泡劑通過(guò)改變不同發(fā)泡劑的比例從而進(jìn)行兩兩復(fù)配實(shí)驗(yàn)，最終確定了發(fā)泡倍數(shù)高、穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)、耐鹽性能好的復(fù)配發(fā)泡劑體系，作為凝膠泡沫發(fā)泡劑。采用溶液聚合法，以淀粉、丙烯酸鹽和膨潤(rùn)

3、土為原料，確定淀粉/丙烯酸配比、交聯(lián)劑濃度、引發(fā)劑濃度為變化因素，通過(guò)正交試驗(yàn)，合成了吸水性能較好的高吸水凝膠穩(wěn)泡劑，采用紅外光譜法對(duì)合成材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，采用熱重分析儀對(duì)合成材料熱穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)證。將合成凝膠材料與前面所復(fù)配合成的發(fā)泡劑混合，優(yōu)化各配比，合成煤礦用凝膠泡沫防滅火材料。
　　通過(guò)凝膠泡沫對(duì)不同煤種的潤(rùn)濕性能實(shí)驗(yàn)表明，凝膠泡沫對(duì)不同煤種有不同的潤(rùn)濕性，但都強(qiáng)于清水對(duì)煤體的潤(rùn)濕性，這說(shuō)明凝膠泡沫體系能在煤的表面能有效潤(rùn)濕