脫炭粉煤灰制備煤礦井下巷道噴涂材料.pdf

1、目前在煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)中靜電引起的瓦斯災(zāi)害事故以及透水事故仍然是危害最大的，制約著我國(guó)煤炭行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。
　　近年來(lái)，煤礦井下巷道采用噴涂材料，噴涂在采空區(qū)或巷道煤巖體表面，要求具有防水、防火、抗靜電、氣密性好的特點(diǎn)，能夠阻燃、防止煤壁滲水和封堵瓦斯氣體。國(guó)內(nèi)外的研究報(bào)道很少，目前使用的涂料存在抗?jié)B性、耐久性以及抗靜電性能不足的問(wèn)題，潞安礦業(yè)集團(tuán)在以往使用的基礎(chǔ)上，而潞安電廠廢棄的粉煤灰經(jīng)脫碳處理后可作為煤礦井下巷道涂料的填

2、料，不僅是粉煤狄資源化利用的新方向，而且可以提高煤礦井下巷道涂料的抗?jié)B性、耐久性，對(duì)涂料其他性能影響很小，降低了成本。
　　本文針對(duì)煤礦井下巷道涂料存在的問(wèn)題以及潞安電廠粉煤灰堆存的現(xiàn)狀，開(kāi)展了對(duì)粉煤灰浮選法脫炭實(shí)驗(yàn)研究、粉煤灰以及導(dǎo)電填料對(duì)煤礦井下巷道涂料性能影響研究以及煤礦井下巷道涂料在潞安常村煤礦的中試研究。
　　(1)粉煤灰浮選法脫炭實(shí)驗(yàn)研究
　　粉煤灰粒徑集中于-0.075mm，且各粒級(jí)粉煤灰燒失量均大于10

3、％，故須采用浮選法進(jìn)行脫炭。浮選最佳藥劑以及條件為:MR-1型乳化劑較OP-10型乳化劑乳化煤油效果好，最佳捕收劑為煤油，最佳用量為2000g/t，起泡劑2＃油最佳量為2000g/t。
　　(2)粉煤灰對(duì)煤礦井下巷道涂料性能影響
　　對(duì)比高炭粉煤灰與脫炭粉煤灰制備的涂層表觀狀況可以看出:高炭粉煤灰添加量為20-30％時(shí)就已出現(xiàn)較明顯的裂縫，而脫炭粉煤灰添加量在0-50％范圍內(nèi)表觀狀況都優(yōu)于高炭粉煤灰，且都未出現(xiàn)明顯的裂隙，必

4、須先經(jīng)過(guò)脫炭處理才能作為填料應(yīng)用于煤礦井下巷道噴涂材料。
　　通過(guò)測(cè)定不同脫炭粉煤灰涂層粘結(jié)強(qiáng)度，抗?jié)B性，無(wú)處理、堿處理以及熱處理時(shí)的抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，發(fā)現(xiàn)脫炭粉煤灰在粉料中最佳添加量為40％。
　　(3)導(dǎo)電填料對(duì)煤礦井下巷道涂料性能影響
　　系統(tǒng)考查了導(dǎo)電云母粉、石墨、炭黑等多種導(dǎo)電填料及其不同配比的混合填料對(duì)涂層干燥時(shí)間、表面電阻和吸水率等性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明，最佳的導(dǎo)電填料為石墨和炭黑的混合填料，其最佳

5、的炭黑與石墨混合質(zhì)量比為2∶3。
　　根據(jù)上述脫炭粉煤灰和導(dǎo)電填料對(duì)煤礦井下巷道噴涂材料性能的改進(jìn)，對(duì)配方進(jìn)行了調(diào)整。脫炭粉煤灰代替了原配方中的無(wú)機(jī)填料石英粉，石墨與炭黑以3∶2的比例混合加入代替原配方中的單一石墨，添加量從原來(lái)的15-18％降到5％。下一步將對(duì)改進(jìn)后的配方用于井下巷道進(jìn)行中試現(xiàn)場(chǎng)噴涂試驗(yàn)，以考察其實(shí)際應(yīng)用情況
　　(4)煤礦井下巷道涂料中試研究
　　將改進(jìn)配方的煤礦井下巷道涂料在常村煤礦機(jī)頭行人進(jìn)風(fēng)通

6、道、+470m水平東翼進(jìn)風(fēng)大巷和儲(chǔ)水硐室進(jìn)行噴涂，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，比較噴涂前后的曲線，瓦斯?jié)舛茸钚】山档?.07％，最大可降低1.2％，平均可降低0.09％。通過(guò)對(duì)噴涂前后瓦斯涌出強(qiáng)度的檢測(cè)，在噴涂前巷道瓦斯涌出強(qiáng)度隨著距工作面距離的增加變化比較大，但總的趨勢(shì)是瓦斯涌出強(qiáng)度的大小隨著巷道長(zhǎng)度的延長(zhǎng)，有減小的趨勢(shì)?？梢?jiàn)涂料噴涂巷道以后，封堵了煤壁表面的裂隙，降低了巷道四周的透氣性系數(shù)，延緩了瓦斯的涌出，封堵效果是比較明顯的。
　　通過(guò)