一種預防采空區(qū)浮煤自燃的材料、制備方法和使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種預防采空區(qū)浮煤自燃的材料、制備方法和使用方法，預防采空區(qū)浮煤自燃的材料，由凝膠粉、增稠保水劑、無機穩(wěn)定劑、分散懸浮劑、絮凝劑組成，其中，所述凝膠粉為海藻酸鈉與高吸水樹脂的混合物，所述無機穩(wěn)定劑為石英粉。本發(fā)明選用石英粉作為無機穩(wěn)定劑，石英粉化學性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、高度絕緣、耐腐蝕等特點，加入石英粉后不僅不會對凝膠粉的成膠造成影響反而會提高膠體的耐高溫性質(zhì)。
【專利說明】
一種預防采空區(qū)浮煤自燃的材料、制備方法和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于防滅火材料領(lǐng)域，具體涉及一種用于預防煤礦井下采空區(qū)浮煤自燃的 防滅火材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國煤炭資源豐富，大小煤田遍布全國各地，煤炭也是目前我國的主要能源，在能 源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導地位。隨著煤炭開采技術(shù)的高速發(fā)展，新建、擴建礦井增多和開采強度、 開采深度增大，礦井防滅火問題顯得尤為突出，煤層自燃火災(zāi)防治形式也越來越嚴峻。按過 去的經(jīng)驗只要是易自燃煤層工作面，就盲目的采取所有的現(xiàn)有防滅火技術(shù)措施，比如棗礦 集團某煤礦單個工作面就采取了注水、注黃泥漿、注粉煤灰漿、噴灑阻化劑、注氮、注惰性泡 沫等滅火方法，以上方法和技術(shù)雖然在抑制煤層自燃方面起到了很大的作用，但也存在一 些局限性。首先注水、注漿等方法由于材料的自身重力作用，漿液會向低處流淌不能在高處 存積，難以撲滅高處大面積火源。注氮防滅火技術(shù)較好，但在采空區(qū)密封高濃度的氮氣存在 效率低、運行成本高、技術(shù)復雜等難題。
[0003] 此外，目前公開的高分子防滅火凝膠類或高分子復混材料，由于其一般采用單一 的吸水材料或其復合材料只是單純地考慮降低材料成本，加入一些低成本的黃泥、粉煤灰 等無機材料，在使用過程中，高分子高吸水樹脂在溶水成為凝膠時吸水效果大大折扣且過 一段時間凝膠會析水最終干結(jié)失去效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種預防采空區(qū)浮煤自燃的材料、制備方法 和使用方法，能夠全面提高采空區(qū)防滅火水平。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0006] -種預防采空區(qū)浮煤自燃的材料，由凝膠粉、增稠保水劑、無機穩(wěn)定劑、分散懸浮 劑、絮凝劑組成，其中，所述凝膠粉為海藻酸鈉與高吸水樹脂的混合物，所述無機穩(wěn)定劑為 石英粉。
[0007] 本發(fā)明選用石英粉作為無機穩(wěn)定劑，石英粉化學性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐高溫、熱膨脹系 數(shù)小、高度絕緣、耐腐蝕等特點，加入石英粉后不僅不會對凝膠粉的成膠造成影響反而會提 高膠體的耐高溫性質(zhì)。本發(fā)明加入增稠保水劑能夠使材料形成的膠體長時間保持水分。
[0008] 優(yōu)選的，所述海藻酸鈉與高吸水樹脂的質(zhì)量比為1:3~1: 5。
[0009] 優(yōu)選的，各組分以質(zhì)量份計為，凝膠粉15~85份，增稠保水劑1~5份，無機熱穩(wěn)定 劑5~75份，分散懸浮劑5~15份，絮凝劑1~3份。
[0010] 優(yōu)選的，所述高吸水樹脂為交聯(lián)聚丙烯酸鹽。
[0011] 進一步優(yōu)選的，所述交聯(lián)聚丙烯酸鹽為交聯(lián)聚丙烯酸鈉。
[0012] 優(yōu)選的，所述增稠保水劑為羧甲基纖維素鈉。加入羧甲基纖維素鈉后能夠增加膠 體的保水性，膠體能夠長時間不會丟失水分。
[0013] 優(yōu)選的，所述分散懸浮劑為鈉基膨潤土。鈉基膨潤土具有較好的吸附性和分散粒 度，與海藻酸鈉和交聯(lián)聚丙烯酸鈉產(chǎn)生顯著的協(xié)同作用，對凝膠粉快速溶水形成均勻凝膠 起到了較好的輔助作用。
[0014] 優(yōu)選的，所述絮凝劑為聚丙烯酰胺。礦井水一般含有很多懸浮雜質(zhì)顆粒，這些懸浮 雜質(zhì)顆粒能夠降低凝膠粉的成膠性能，而聚丙烯酰胺是一種有機高分子聚合物，同時也是 一種高分子水處理絮凝劑產(chǎn)品，可以吸附水中的懸浮顆粒，使凝膠粉的成膠效果不受影響。
[0015] -種上述預防采空區(qū)浮煤自燃的材料的制備方法，將凝膠粉、增稠保水劑、無機穩(wěn) 定劑、分散懸浮劑、絮凝劑加入干混機中混合5~10分鐘，得到分散均勻的粉末成品，加以包 裝。
[0016] -種上述預防采空區(qū)浮煤自燃的材料的使用方法，將粉末成品按照規(guī)定的水料比 與水混合，采用灌注或噴灑的形式附在煤層表面用于煤層自燃的防治。
[0017] 優(yōu)選的，所述水料比是水與粉末成品的質(zhì)量比，為10:1~200:1。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
[0019] 1、本發(fā)明的材料具有適用性強、可靠性高、滅火降溫效果明顯、便于現(xiàn)場施工、安 全環(huán)保等特點；
[0020] 2、本發(fā)明的材料能夠全面提高采空區(qū)防滅火水平，提高防滅火技術(shù)的可靠性、針 對性、有效性；
[0021] 3、本發(fā)明的材料具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0023] 實施例1
[0024] 預防采空區(qū)浮煤自燃的材料，由海藻酸鈉與交聯(lián)聚丙烯酸鈉(海藻酸鈉與交聯(lián)聚 丙烯酸鈉的質(zhì)量比為1:4)的混合物10份，羧甲基纖維素鈉2份，石英粉75份，鈉基膨潤土 10 份，聚丙烯酰胺3份組成，將上述原料加入至干混機中混合5分鐘，得到分散均的粉末成品。
[0025] 其使用方法是，將粉末成品按照水料比15:1與水混合，采用灌注的形式附在煤層 表面用于煤層自燃的防治。
[0026] 實施例2
[0027] 預防采空區(qū)浮煤自燃的材料，由海藻酸鈉與交聯(lián)聚丙烯酸鈉(海藻酸鈉與交聯(lián)聚 丙烯酸鈉的質(zhì)量比為1:4)的混合物35份，羧甲基纖維素鈉4份，石英粉50份，鈉基膨潤土 9 份，聚丙烯酰胺2份組成，將上述原料加入至干混機中混合5分鐘，得到分散均的粉末成品。
[0028] 其使用方法是，將粉末成品按照水料比45:1與水混合，采用噴灑的形式附在煤層 表面用于煤層自燃的防治。
[0029] 實施例3
[0030] 預防采空區(qū)浮煤自燃的材料，由海藻酸鈉與交聯(lián)聚丙烯酸鈉(海藻酸鈉與交聯(lián)聚 丙烯酸鈉的質(zhì)量比為1:4)的混合物50份，羧甲基纖維素鈉2份，石英粉40份，鈉基膨潤土 5 份，聚丙烯酰胺3份組成，將上述原料加入至干混機中混合8分鐘，得到分散均的粉末成品。
[0031] 其使用方法是，將粉末成品按照水料比80:1與水混合，采用噴灑的形式附在煤層 表面用于煤層自燃的防治。
[0032] 實施例4
[0033] 預防采空區(qū)浮煤自燃的材料，由海藻酸鈉與交聯(lián)聚丙烯酸鈉(海藻酸鈉與交聯(lián)聚 丙烯酸鈉的質(zhì)量比為1:4)的混合物70份，羧甲基纖維素鈉4份，石英粉15份，鈉基膨潤土 8 份，聚丙烯酰胺3份組成，將上述原料加入至干混機中混合10分鐘，得到分散均的粉末成品。
[0034] 其使用方法是，將粉末成品按照水料比120:1與水混合，采用噴灑的形式附在煤層 表面用于煤層自燃的防治。
[0035] 實施例5
[0036] 預防采空區(qū)浮煤自燃的材料，由海藻酸鈉與交聯(lián)聚丙烯酸鈉(海藻酸鈉與交聯(lián)聚 丙烯酸鈉的質(zhì)量比為1:4)的混合物80份，羧甲基纖維素鈉5份，石英粉5份，鈉基膨潤土 7份， 聚丙烯酰胺3份組成，將上述原料加入至干混機中混合10分鐘，得到分散均的粉末成品。 [0037]其使用方法是，將粉末成品按照的水料比200:1與水混合，采用噴灑的形式附在煤 層表面用于煤層自燃的防治。
[0038] 實施例1~5制備的預防采空區(qū)浮煤自燃的材料在使用過程中能夠在1~3分鐘內(nèi) 形成均勻無結(jié)團的凝膠材料，保水、滅火、降溫效果明顯，便于施工，安全環(huán)保。其性能特點 如表1所示：
[0039] 表1材料性能指標
[0041]上述實施例雖然對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對發(fā)明保護范圍的 限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付 出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種預防采空區(qū)浮煤自燃的材料，其特征是，由凝膠粉、增稠保水劑、無機穩(wěn)定劑、分 散懸浮劑、絮凝劑組成，其中，所述凝膠粉為海藻酸鈉與高吸水樹脂的混合物，所述無機穩(wěn) 定劑為石英粉。2. 如權(quán)利要求1所述的一種預防采空區(qū)浮煤自燃的材料，其特征是，所述海藻酸鈉與高 吸水樹脂的質(zhì)量比為1:3~1:5。3. 如權(quán)利要求1所述的一種預防采空區(qū)浮煤自燃的材料，其特征是，各組分以質(zhì)量份計 為，凝膠粉15~85份，增稠保水劑1~5份，無機熱穩(wěn)定劑5~75份，分散懸浮劑5~10份，絮凝 劑1~3份 。4. 如權(quán)利要求1所述的一種預防采空區(qū)浮煤自燃的材料，其特征是，所述高吸水樹脂為 交聯(lián)聚丙烯酸鹽。5. 如權(quán)利要求4所述的一種預防采空區(qū)浮煤自燃的材料，其特征是，所述交聯(lián)聚丙烯酸 鹽為交聯(lián)聚丙烯酸鈉。6. 如權(quán)利要求1所述的一種預防采空區(qū)浮煤自燃的材料，其特征是，所述增稠保水劑為 羧甲基纖維素鈉。7. 如權(quán)利要求1所述的一種預防采空區(qū)浮煤自燃的材料，其特征是，所述分散懸浮劑為 鈉基膨潤土。8. 如權(quán)利要求1所述的一種預防采空區(qū)浮煤自燃的材料，其特征是，所述絮凝劑為聚丙 烯酰胺。9. 一種如權(quán)利要求1-8任一所述的預防采空區(qū)浮煤自燃的材料的制備方法，其特征是， 將凝膠粉、增稠保水劑、無機穩(wěn)定劑、分散懸浮劑、絮凝劑加入干混機中混合5~10分鐘，得 到分散均勻的粉末成品，加以包裝。10. -種如權(quán)利要求1-8任一所述的預防采空區(qū)浮煤自燃的材料的使用方法，將粉末成 品按照規(guī)定的水料比與水混合，采用灌注或噴灑的形式附在煤層表面用于煤層自燃的防 治。
【文檔編號】C09D7/12GK106046641SQ201610345132
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】王國軍, 張國玉, 安伯超, 侯秀貞, 王清華, 張霞, 李小光, 李蒙蒙, 王傳琪, 劉祥利, 呂學強
【申請人】山東安實綠色開采技術(shù)發(fā)展有限公司