矿业安全与环保

作者：韩福志, 邵和, 司俊鸿, 张俊

关键词：堵漏风, 无机触变凝胶, 成胶时间, 流变特性, 本构方程, 防灭火

为了有效阻隔煤矿采空区漏风，研制了一种由钠基膨润土、硅酸镁锂、水玻璃和复合外加剂组成的无机触变防灭火凝胶。通过倒置法测试凝胶的成胶时间，采用旋转流变仪研究了在不同配比条件下凝胶的流变特性，构建了凝胶的本构方程，优选出适用于注浆堵漏的凝胶配比。结果表明：凝胶的流变特性符合Herschel-Bulkley模型，相关系数 R 2均大于0.99;按照样品S-13的配比，即当钠基膨润土、硅酸镁锂、硅酸盐水泥的质量分数分别为4.00%、3.00%、0.46%时，凝胶的流动性较好、触变性较强，且未恢复残余应力与屈服应力相对较小，有利于将凝胶浆液输送至采空区，静置形成稳定网状凝胶结构封堵漏风，不易产生新的裂缝。玻璃圆筒充填凝胶后两端相对压力可达-53.9 kPa，约为未充填时的28倍，说明凝胶密封性能好; 灭火实验中，煤堆注入凝胶后温度快速下降，不易复燃。

来源：2022年第1期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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