煤炭科学技术

作者：胡相明, 姜永茂, 吴明跃, 张茜, 杨振宇,

关键词：喷涂堵漏风材料, 煤自燃, 裂缝修复, 愈合剂, 微生物, 结晶矿物,

喷涂堵漏风是防止煤自燃的有效手段之一。针对传统水泥基喷涂堵漏风材料脆性大、易开裂、堵漏风效果差的弊端，提出以微生物及结晶矿物为自愈合剂，研制出生物胶囊和矿物胶囊以及一种生物–矿物–纤维协同自修复材料。研究了不同养护湿度和养护时间对材料裂缝自修复能力的影响。结果表明：当养护湿度为100%相对湿度、养护时间为35 d时，研制的生物胶囊和矿物胶囊可以将裂缝完全修复，裂缝最大修复宽度为1260μm。采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线能谱仪（EDS）探究了自修复材料裂缝区域修复产物的晶型及元素组成，发现裂缝处的修复产物为球碳镁石、花瓣状的水菱镁矿以及大量由细菌矿化产生的球形方解石，这些修复产物在一定程度上起到了密闭裂缝的作用；EDS能谱分析证实了修复产物为MgCO3和CaCO3。当养护湿度为100%时，材料具有最高的堵漏风率（97.15%），比同养护条件的对照组试样高出73.62%。最后将自修复材料用于沿空煤柱喷涂堵漏风，结果显示该材料在6个月内未发现明显裂隙，与传统水泥砂浆相比，该材料具有更长的使用寿命和更好的预防效果。

来源：2024年第8期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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