固结软煤层瓦斯抽采钻孔周围裂隙的弹性胶结材料研制

• 作者: 鲁义 谷旺鑫 丁仰卫 李修磊 李亮
• 来源期刊: 煤炭科学技术
• 学科: 工学
• 关键词: 固结软煤层 孔壁失稳 弹性胶结材料 力学性能 最优掺量 压溃 瓦斯抽采
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 安全科学与工程|Safety Science and Engineering
• 页码范围: 129-136
• 页数: 8页
• 分类号: TD712
• 语种: 中文
• DOI: 10.13199/j.cnki.cst.2021-0429

摘要

为了固结煤层中钻孔周围的裂隙,以聚二甲基硅氧烷、含氢硅油、聚丙烯纤维和秸秆纤维为原料,制备一种用于煤岩裂隙固结的弹性胶结材料,通过扫描电子显微镜和颗粒分析仪观察聚丙烯纤维和秸秆纤维在弹性胶结材料中的微观形貌,通过万能试验机研究不同掺量的聚丙烯纤维和秸秆纤维对弹性胶结材料力学性能的影响.研究结果表明:掺入一定量的聚丙烯纤维和秸秆纤维可以增强弹性胶结材料力学性能,随着聚丙烯纤维和秸秆纤维掺量的增加,弹性胶结材料的力学性能变差,聚丙烯纤维-秸秆纤维的最优掺量为0.6％～1％;聚丙烯纤维可以作为连接材料桥接弹性胶结材料内部不连续的区域,同时,聚丙烯纤维表面粗糙,可以黏结更多的胶体,增大聚丙烯纤维脱胶的阻力;当秸秆纤维掺量为0.5％和1％时,秸秆纤维在材料中的分散情况较好,而当掺量为1.5％时,材料中的秸秆纤维开始出现团聚现象,当掺量为2％时,团聚现象严重;弹性胶结材料与煤体有良好的粘结性,能够将松散的煤体黏结在一起,构成一个整体,具有一定的力学强度;加固煤体模块在力的加载过程中,逐渐变形,但加固后的煤体并未被压溃,依然保持良好的完整性;现场试验表明,随着抽采时间的增加,瓦斯混合流量缓慢下降,并未出现瓦斯混合流量剧烈波动或下降的现象,证明在抽采过程中,钻孔未发生失稳问题,钻孔孔壁保持完整.