權(quán)利要求書: 1.一種利用無機納米環(huán)保材料提高松散厚煤層強度的方法,包括如下步驟:
1)初級硅溶膠制備:以活化后的高純硅粉和純水為原料,以胍類化合物為催化劑調(diào)節(jié)純水的pH,在60?90℃下進(jìn)行水解反應(yīng)一段時間后,制備得到初級硅溶膠;
2)過濾:將得到的硅溶膠經(jīng)濾網(wǎng)過濾,除去未反應(yīng)的硅粉;過濾采用0.5?1μm的濾網(wǎng)進(jìn)行過濾;
3)催化劑去除:將氨水加入到上述硅溶膠中,攪拌反應(yīng)一段時間后,再加入萃取劑,繼續(xù)攪拌一段時間后靜置分層,收集硅溶膠部分;
4)濃縮:將初始硅溶膠濃縮至質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%以上,得到超高純硅溶膠;
5)煤樣原料制備:從蘆嶺煤礦Ⅲ811工作面選取煤樣,經(jīng)磨粉機破碎后,用分級篩選出
0.25mm以上、1mm以下的煤粉顆粒,放置在105℃恒溫烘干箱烘制;
6)煤樣制備:硅溶膠和煤樣原料混合,將一定質(zhì)量和濃度的硅溶膠與一定質(zhì)量烘干的煤粉顆?;旌蠑嚢杈鶆颍湃胄兔耗>邏褐?;
7)煤樣力學(xué)性能測試:利用萬能實驗機,重點研究不同硅溶膠濃度、質(zhì)量、凝膠時間對含硅溶膠煤樣力學(xué)特性的影響規(guī)律,確定硅溶膠最佳配比;所述凝膠時間為含硅溶膠煤樣制備好后,在25℃環(huán)境中靜置的時間;所述力學(xué)特性,包括抗壓強度、抗剪強度;其中抗剪強度的分析包括分析不同剪切角度條件下含不同濃度硅溶膠煤樣的剪應(yīng)力?應(yīng)變曲線的變化規(guī)律,分析不同濃度硅膠煤樣的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角;
具體分析步驟如下:
a)利用正交試驗,設(shè)計準(zhǔn)備不同硅溶膠濃度、硅溶膠質(zhì)量、凝膠時間的煤樣,研究分析硅溶膠濃度、質(zhì)量和凝膠時間對含硅溶膠煤樣單軸抗壓強度的影響規(guī)律;
b)根據(jù)a)的分析,選擇最佳的凝膠時間和質(zhì)量,并保持固定不變,制備含不同濃度硅溶膠的煤樣,研究在凝膠時間、質(zhì)量一定的情況下煤樣在不同剪切角度下的抗剪強度和峰值應(yīng)變,獲得含不同濃度硅溶膠煤樣抗剪強度、峰值應(yīng)變隨剪切角度的變化規(guī)律,得到只有合理濃度的硅溶膠,才能保證含硅溶膠煤樣在具有一定抗剪強度的同時,又具有較大的塑性變形;
c)并利用公式 計算出不同剪切角度下破壞時的正應(yīng)力與剪應(yīng)力;其中P
為剪切面上的軸向破壞載荷,kN;σ為剪切面上的正應(yīng)力,MPa;τ為剪切面上的剪應(yīng)力,MPa;a2
為剪切面正應(yīng)力與豎直方向的夾角,°;A為剪切面的面積,mm;
d)選取曲線型抗剪強度,通過擬合含不同濃度硅
聲明:
“利用新型無機納米環(huán)保材料提高松散厚煤層強度的方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)