[發(fā)明專利]一種防滅火注漿材料配方的確定系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010192994.7
• 申請(qǐng)日: 2020-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN111268993B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳艷;柏夏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇博廈礦山科技有限公司
• 主分類號(hào): C04B28/14
• 分類號(hào): C04B28/14;B28C7/04;E21F5/06;C04B111/28;C04B111/70
• 代理公司: 北京久維律師事務(wù)所 11582
• 代理人: 邢江峰

本發(fā)明提出了防滅火注漿材料配方的確定系統(tǒng)，用于在煤礦井下注漿前選擇最佳注漿材料配方。所述防滅火注漿材料為硫鋁酸鹽水泥，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)，準(zhǔn)備子系統(tǒng)，漿液防滅火性能確定子系統(tǒng)；漿液防滅火性能確定子系統(tǒng)包括巖石加載系統(tǒng)、巖石加熱系統(tǒng)、溫度測(cè)量系統(tǒng)和注漿系統(tǒng)，其中，溫度測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量距離注漿口預(yù)定距離的巖石實(shí)時(shí)溫度和巖石中心實(shí)時(shí)溫度；注漿系統(tǒng)在巖石加載系統(tǒng)將巖石加載到預(yù)定壓力、巖石加熱系統(tǒng)將巖石加熱到巖石中心實(shí)時(shí)溫度達(dá)到預(yù)定溫度后按照初始配方確定模塊所確定的配方的優(yōu)先配方、次優(yōu)先配方、備選配方的先后順序分別注漿；漿液防滅火性能由距離注漿口預(yù)定距離的巖石溫度下降到閾值溫度的時(shí)間，即降溫時(shí)間來衡量，直到獲得降溫時(shí)間小于預(yù)定降溫時(shí)間的配方停止下一個(gè)配方的注漿，將獲得的配方作為目標(biāo)礦井的注漿配方。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及防滅火注漿材料研究領(lǐng)域。

背景技術(shù)

煤炭作為我國(guó)的主要能源，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)量的增長(zhǎng)，其開發(fā)利用規(guī)模和強(qiáng)度也達(dá)到了前所未有的程度。2014年全國(guó)原煤產(chǎn)量為36.3億噸，煤炭大量的開采在給人類生產(chǎn)生活提供原材料的同時(shí)，也帶來了一系列的問題：擾動(dòng)和地表破壞帶來的安全隱患；礦井火災(zāi)造成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

高水速凝材料是一種高水灰比(體積含水率為85％～90％)的水泥基膠凝材料，它通常由甲料、乙料兩個(gè)部分組成，甲料主要包括鋁酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥燒結(jié)料，乙料主要包括石膏、石灰，其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)漿液流動(dòng)性好，粘度低；(2)凝結(jié)時(shí)間可控；(3)固結(jié)體具有一定的強(qiáng)度，無收縮現(xiàn)象；(4)綠色環(huán)保，對(duì)周圍環(huán)境無危害；(5)經(jīng)濟(jì)實(shí)用等。高水速凝材料結(jié)合了有機(jī)注漿材料和無機(jī)注漿材料的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了有機(jī)注漿材料和無機(jī)注漿材料的缺陷，且具有良好的阻燃特性，可作為一種優(yōu)良的注漿材料，在礦山環(huán)境中能夠得到良好的應(yīng)用。

然而，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于不同的礦井巖石特性，注漿材料的配方選擇主要是數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，其中數(shù)值模擬偏向理論研究，有時(shí)與實(shí)際情況相差甚遠(yuǎn)，而實(shí)驗(yàn)室研究多以注漿材料凝結(jié)體孔隙結(jié)構(gòu)、水化產(chǎn)物微觀結(jié)構(gòu)、流體黏度、觸變性、凝結(jié)時(shí)間、流動(dòng)度為主。未見從整體考慮注漿可行性、凝結(jié)體強(qiáng)度和針對(duì)個(gè)別礦井的防滅火效果的注漿配方選擇的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種防滅火注漿材料配方的確定系統(tǒng)，所述防滅火注漿材料為硫鋁酸鹽水泥，其特征在于該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)，準(zhǔn)備子系統(tǒng)，漿液防滅火性能確定子系統(tǒng)；

其中，數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫包括強(qiáng)度被從高到低分為一級(jí)至五級(jí)五個(gè)等級(jí)的硫鋁酸鹽水泥配方，以及每個(gè)配方對(duì)應(yīng)的漿液凝固時(shí)間；應(yīng)用數(shù)據(jù)庫包括已知的各個(gè)礦井已經(jīng)使用的硫鋁酸鹽水泥的配方以及每個(gè)配方對(duì)應(yīng)的結(jié)石體強(qiáng)度等級(jí)、凝固時(shí)間；

準(zhǔn)備子系統(tǒng)包括獲取模塊，匹配模塊，初始配方確定模塊；獲取模塊首先獲取所要注漿的目標(biāo)礦井所需的結(jié)石體強(qiáng)度等級(jí)和凝固時(shí)間，儲(chǔ)存為目標(biāo)結(jié)石體強(qiáng)度等級(jí)和目標(biāo)凝固時(shí)間，并發(fā)送給匹配模塊；匹配模塊將目標(biāo)結(jié)石體強(qiáng)度等級(jí)和目標(biāo)凝固時(shí)間與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，將結(jié)石體強(qiáng)度等級(jí)和凝固時(shí)間與目標(biāo)結(jié)石體強(qiáng)度等級(jí)和目標(biāo)凝固時(shí)間匹配的配方發(fā)送給初始配方確定模塊，作為優(yōu)先配方，匹配模塊將目標(biāo)結(jié)石體強(qiáng)度等級(jí)和目標(biāo)凝固時(shí)間與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，將結(jié)石體強(qiáng)度等級(jí)和凝固時(shí)間與目標(biāo)結(jié)石體強(qiáng)度等級(jí)和目標(biāo)凝固時(shí)間匹配的配方發(fā)送給初始配方確定模塊，作為次優(yōu)先配方，匹配模塊將應(yīng)用數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中結(jié)石體強(qiáng)度等級(jí)高于目標(biāo)結(jié)石體強(qiáng)度等級(jí)和凝固時(shí)間大于目標(biāo)凝固時(shí)間的配方發(fā)送給初始配方確定模塊，作為備選配方，初始配方確定模塊將備選配方按照結(jié)石體強(qiáng)度等級(jí)和凝固時(shí)間與目標(biāo)結(jié)石體強(qiáng)度等級(jí)和目標(biāo)凝固時(shí)間的匹配度從高到低排列配方的先后順序；