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题名深部矿井高应力巷道隔热材料的研制与性能研究
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作者
杨明
邓辉
蒋亚伟
姚丽敏
周子恒
宋柯燕
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机构
河南理工大学安全科学与工程学院
煤矿灾害防治教育部重点实验室
河南理工大学郑州高等研究院
平顶山天安煤业股份有限公司十矿
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出处
《安全与环境学报》
北大核心
2025年第6期2166-2178,共13页
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基金
国家自然科学基金项目(52274186,52274187)。
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文摘
基于深部矿井高应力巷道的隔热与支护问题,并为推动固废资源化利用,以粉煤灰陶粒作为隔热混凝土基料,开展正交试验,探究粉煤灰、玄武岩纤维和麦秆纤维混掺对材料隔热及力学性能的影响;运用功效系数法确定巷道隔热材料最佳配比,借助低场核磁共振和扫描电镜观测试样微观形貌,深入揭示粉煤灰及纤维掺入对试样隔热性能及力学损失的作用机理。结果表明,麦秆纤维对导热系数和抗压强度影响最为显著,玄武岩纤维次之,粉煤灰影响偏小。当粉煤灰以30%质量分数取代水泥,玄武岩纤维和麦秆纤维分别按胶凝料质量的0.5%和6%掺入时,材料导热系数可达最佳0.185 2 W/(m·K),且能为巷道支护起到一定力学辅助支撑作用。在此最佳配比下,粉煤灰填充部分孔隙致使小孔数量减少,而纤维分割内部结构形成空腔并连通部分孔隙,使得整体孔隙率变大,隔热能力得以强化。同时从力学受损形貌看出,纤维与基体紧密粘连,发挥着桥接与延缓裂缝发展的作用,使得样品受损时维持断而不裂状态,有效保留部分力学性能。研究结果可为深部矿井高应力巷道隔热材料研制提供一定参考。
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关键词
安全工程
热害防治
隔热材料
正交试验
固废利用
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Keywords
safety engineering
thermal damage control
thermal insulation materials
orthogonal tests
solid waste utilization
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分类号
X705
[环境科学与工程—环境工程]
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