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题名羟丙基甲基纤维素对煤矸石料浆性能的影响及机理研究
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作者
霍天宏
晋俊宇
靳旭锋
周一博
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机构
中国安全生产科学研究院矿山安全研究所
山西大同大学煤炭工程学院
山西大同大学煤矿水射流技术与装备厅市共建山西省重点实验室培育基地
应急管理部信息研究院信息资源部
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出处
《中国矿业》
北大核心
2025年第7期202-210,共9页
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基金
中国安全生产科学研究院基本科研业务费专项经费项目资助(编号:2023JBKY12)
山西省高等学校科技创新项目资助(编号:2023 L282)
大同市科技计划项目资助(编号:2024013)。
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文摘
羟丙基甲基纤维素(HPMC)能有效调节料浆性能,在水泥基材料中应用广泛。然而在煤矸石料浆领域,相关研究较少,且已有研究多局限于HPMC对煤矸石料浆宏观性能影响的初步探索,缺乏对其作用机理的系统解析。本文基于扩展度与沉降系数实验,系统研究了料浆宏观性能随料浆浓度、煤矸石粒径上限、HPMC掺量的演化规律,并结合扫描电子显微镜与偏光显微镜观测,揭示了HPMC作用机理。研究结果显示:料浆浓度、煤矸石粒径上限、HPMC掺量对扩展度与沉降系数均具有显著影响,影响程度排序为料浆浓度>煤矸石粒径上限>HPMC掺量;流动性损失率L_(A)、L_(B)、L_(C)分别为1.12、0.87、0.69表明,分别通过改变料浆浓度、煤矸石粒径上限、HPMC掺量提高料浆的稳定性,对料浆流动性造成不利影响的大小排序为料浆浓度>煤矸石粒径上限>HPMC掺量,与调控浓度或改变煤矸石粒径上限的方式相比,HPMC的掺入使得浆体在保持高稳定性的同时,流动阻力的增幅显著降低,实现了稳定性与流动性的协同优化;优化后的料浆配比为:煤矸石粒径上限为2~3 mm、HPMC掺量为0.045%,料浆浓度为76%;细观结构分析显示,HPMC通过吸附架桥作用将离散细颗粒联结为三维絮网结构,该结构形成了贯穿料浆体系的“力学骨架”,有效抵消了粗颗粒沉降趋势,显著提升了料浆的稳定性。研究成果为煤矸石料浆的工程应用提供了理论支撑和优化依据。
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关键词
煤矸石料浆
羟丙基甲基纤维素(HPMC)
絮网结构
稳定性
流动阻力
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Keywords
coal gangue slurry
hydroxypropyl methylcellulose(HPMC)
flocculent network struc-ture
stability
flow resistance
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分类号
TD823.7
[矿业工程—煤矿开采]
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