科创中国
一种减少定向凝固钛铝合金铸件与铸型涂层反应的优化工艺
发布时间: 2022-01-10
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利,新技术
行业领域：
采矿业
成果介绍
一、项目意义
对于瓦斯抽采钻孔封孔的研究有很多方式，如理论分析、数值模拟等，而试验方法 也是一种非常重要的科学方法， 对于高瓦斯或突出矿井，必须先进行瓦斯抽采，即通过打 钻，利用钻孔将煤层或采空区内的瓦斯抽出。针对目前封孔技术的不足，需要进行技术创 新，而目前进行的瓦斯抽采钻孔密封性能的考察基本上都在井下进行，由于井下条件的限 制导致很多试验不能保质保量的完成。现有的地面钻孔密封试验，只是在密封一个类似于 钻孔的管道，与实际打钻后形成有大量裂隙的钻孔区别较大，目前并没有一种专门用于模 拟瓦斯抽采钻孔密封实验的装置及方法。
二、技术方案
a.打开煤/岩体固定台的盖板，将经过筛选的煤/岩粉、水及粘结胶均匀混合后倒 入煤/岩体固定台中，关闭盖板并拧紧板与板之间的螺母，使混合物凝固成型构成煤/岩体 试块；
b.当试块凝固成型后，打开煤/岩体固定台与旋喷钻机相对一侧的挡板，利用旋喷 钻机在试块中施工一钻孔,在钻杆回撤的过程中，通过钻杆上的喷嘴旋喷出密封浆液，均匀 的喷抹在钻孔内壁并形成密封层，浆液渗入周边的裂/孔隙中并固化，隔绝了钻孔与周边的 裂/孔隙的连通；
c.用密封胶将孔口管固定在钻孔端口，打开真空泵进行抽气直到压力表负压示数 稳定后，停止抽气，之后每隔两分钟记录压力表的示数，直到压力表再一次稳定下来，由此 得到钻孔内负压变化情况，并绘制成负压P随着时间t变化的曲线；
d. 通过压力试验机对试块进行加压，直至试块被破坏，记录测试过程中的抗压强 度，在被破坏的试块中选取钻孔壁面处大小约为1cm3的样品，进行扫描电镜分析；
e.改变钻孔提拉速度、旋转速度、旋喷压力、旋喷流量和浆液的配比旋喷参数，重 复步骤a-d，获取下一试块样品数据；
f.将得到的所有P-t曲线放在同一坐标进行比较，选取密封效果最好的曲线，并结 合抗压测试和扫描电镜的结果选择最佳的旋喷参数。
煤/岩体固定台的内部空间为250mm×250mm×2000mm，即凝固成型后试件的 尺寸，钻头与钻杆的直径不超过80mm，钻杆的钻孔深度为500mm~800mm。
三、技术优点
采用上述技术方案，可在实验室内进行瓦斯抽采钻孔封孔密封实验，通 过实际的打钻，可以产生在钻孔周围产生许多的裂/孔隙，这是用管道代替钻孔所不能产生 的效果，通过实际在煤/岩上封孔，可以考察出材料与煤/岩体粘结情况及渗透性能，在对密 封性能的考察同时，也能对试块的强度进行测试，以对钻孔密封后的稳定性进行考察。该发 明不仅能够对封孔效果进行考察，还能通过对效果的考察选择出最佳的旋喷参数，确保了 前期提出的一种瓦斯抽采钻孔旋喷固化可多次封孔的方法能够进行更加深入的研究。
成果亮点
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