權利要求書： 1.一種利用無機納米環保材料提高松散厚煤層強度的方法，包括如下步驟：
1）初級硅溶膠制備：以活化后的高純硅粉和純水為原料，以胍類化合物為催化劑調節純水的pH，在60?90℃下進行水解反應一段時間后，制備得到初級硅溶膠；
2）過濾：將得到的硅溶膠經濾網過濾，除去未反應的硅粉；過濾采用0.5?1μm的濾網進行過濾；
3）催化劑去除：將氨水加入到上述硅溶膠中，攪拌反應一段時間后，再加入萃取劑，繼續攪拌一段時間后靜置分層，收集硅溶膠部分；
4）濃縮：將初始硅溶膠濃縮至質量分數30％以上，得到超高純硅溶膠；
5）煤樣原料制備：從蘆嶺煤礦Ⅲ811工作面選取煤樣，經磨粉機破碎后，用分級篩選出
0.25mm以上、1mm以下的煤粉顆粒，放置在105℃恒溫烘干箱烘制；
6）煤樣制備：硅溶膠和煤樣原料混合，將一定質量和濃度的硅溶膠與一定質量烘干的煤粉顆?；旌蠑嚢杈鶆?，放入型煤模具壓制；
7）煤樣力學性能測試：利用萬能實驗機，重點研究不同硅溶膠濃度、質量、凝膠時間對含硅溶膠煤樣力學特性的影響規律，確定硅溶膠最佳配比；所述凝膠時間為含硅溶膠煤樣制備好后，在25℃環境中靜置的時間；所述力學特性，包括抗壓強度、抗剪強度；其中抗剪強度的分析包括分析不同剪切角度條件下含不同濃度硅溶膠煤樣的剪應力?應變曲線的變化規律，分析不同濃度硅膠煤樣的內聚力和內摩擦角；
具體分析步驟如下：
a）利用正交試驗，設計準備不同硅溶膠濃度、硅溶膠質量、凝膠時間的煤樣，研究分析硅溶膠濃度、質量和凝膠時間對含硅溶膠煤樣單軸抗壓強度的影響規律；
b）根據a）的分析，選擇最佳的凝膠時間和質量，并保持固定不變，制備含不同濃度硅溶膠的煤樣，研究在凝膠時間、質量一定的情況下煤樣在不同剪切角度下的抗剪強度和峰值應變，獲得含不同濃度硅溶膠煤樣抗剪強度、峰值應變隨剪切角度的變化規律，得到只有合理濃度的硅溶膠，才能保證含硅溶膠煤樣在具有一定抗剪強度的同時，又具有較大的塑性變形；
c）并利用公式 計算出不同剪切角度下破壞時的正應力與剪應力；其中P
為剪切面上的軸向破壞載荷，kN；σ為剪切面上的正應力，MPa；τ為剪切面上的剪應力，MPa；a2
為剪切面正應力與豎直方向的夾角，°；A為剪切面的面積，mm；
d）選取曲線型抗剪強度，通過擬合含不同濃度硅
聲明：
“利用新型無機納米環保材料提高松散厚煤層強度的方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：安徽理工大學
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2025年07月23日 ~ 26日 
