第45卷第3期华北理工大学学报(自然科学版)Vol.45No.32023年07月JournalofNorthChinaUniversityofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition)Jul.2023收稿日期:2023-02-04修回日期:2023-06-10基金项目:国家自然基金资助項目(52174182)。第一作者:左晨曦,女,硕士研究生。通讯作者:崔啸,男,博士,讲师。研究方向:瓦斯灾害防治与利用E-mail:zcx3389@163.com。张嘉勇,男,博士,教授。研究方向:矿井瓦斯防治E-mail:zyj815@163.com.DOI:10.3969/j.issn.2095-2716.2023.03.004文章编号:2095-2716(2023)03-0025-07不同种类缓凝剂对静态破碎剂性能的影响左晨曦,崔啸,张嘉勇(华北理工大学矿业工程学院,河北唐山063210)关键词:静态爆破;缓凝剂;温度;体积膨胀率摘要:针对静态爆破技术在煤层增透中水化温度高存在安全隐患的问题,选取2种缓凝剂-柠檬酸和硼砂,探究不同掺量缓凝剂对静态破碎剂水化温度和体积膨胀率的影响。结果表明:掺入2种缓凝剂都可以在不同程度上降低静态破碎剂的水化峰值温度,柠檬酸通过络合作用形成可溶性络合物促进反应,其最佳掺量为0.05%;硼砂通过沉淀作用形成不溶性沉淀物延缓反应,其最佳掺量为1.5%。中图分类号:TD235.39文献标识码:A煤矿瓦斯是我国煤矿发生灾害事故的主要根源之一,也是严重制约煤矿安全高效生产的主要因素,开展瓦斯抽采是防治煤矿瓦斯灾害最根本的措施[1]。为此,国内外学者对低透气性煤层增透技术进行了许多探索研究,提出了包括水力压裂、爆破和CO2相变致裂等煤层增透技术,虽然取得了一定的效果,但存在增透效率低、易诱发突出和爆破成本高等问题。静态破碎剂以其无震动、无噪声、无飞石和无毒害气体等优点被广泛应用于岩石破碎、工程拆除和矿山开采中[2-4]。静态爆破用于煤层致裂增透时,将静态破碎剂浆体装填在煤岩体钻孔中,随着破碎剂水化反应进行不断释放热量,有限的钻孔体积和极低的煤岩体导热系数使一定范围内的相邻煤体温度升高,若煤体温度高于煤自燃的临界温度,极易引起煤自燃发火。控制静态破碎剂水化热的措施主要有物理降温、使用低水化热的胶凝材料和缓凝剂等。张嘉勇等[5]提出向静态破碎剂掺和不同比例的铁尾矿粉降低水化峰值温度,延缓反应时间。解北京等[6]利用钢制材料吸热、导热性能好的特点,吸收破碎剂产生大量的热。王作鹏等[7]在破碎剂中加入活性物质减缓水化反应。但目前尚未见关于各种不同类型缓凝剂对静态破碎剂性能影响的对比研究。因此,基于缓凝剂的研究,依据不同缓凝机理选取了2种具有代表性的缓凝...
