專利名稱：：一種用于防治煤炭自燃的環(huán)保阻燃高分子阻化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于煤礦防滅火材料領(lǐng)域，具體涉及一種用于煤礦中防止煤炭自燃的環(huán)保阻燃高分子阻化劑。
背景技術(shù)：
：煤的自燃火災(zāi)一直威脅著煤炭生產(chǎn)和儲(chǔ)存的安全，造成了巨大的煤炭資源損失、影響了開采效率，甚至引發(fā)瓦斯爆炸或井下火災(zāi)，嚴(yán)重威脅著礦井和礦工的人身安全，給國家造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。同世界各主要產(chǎn)煤國家相比，我國低等級(jí)煤種多，自燃發(fā)火的礦井范圍廣、數(shù)量多，由煤自燃而引起的火災(zāi)占礦井火災(zāi)總數(shù)的90%以上。煤層自燃著火的主要原因是煤層中破碎煤體存在裂隙，空氣中的氧氣隨裂隙進(jìn)入煤層與煤反應(yīng)放出熱量，熱量積聚至著火點(diǎn)即發(fā)生自燃。因此，阻止煤氧接觸，就能使煤氧復(fù)合放熱量小于煤巖體向周圍巖體的散熱量，從而使煤溫不斷下降，最終實(shí)現(xiàn)防止煤自燃發(fā)生。預(yù)防性灌漿是防止煤自燃發(fā)火的一項(xiàng)傳統(tǒng)的、有效的、穩(wěn)定可靠的重要措施，在國內(nèi)煤礦中得到普遍應(yīng)用。但井下自燃火災(zāi)通常處于工作面或巷道頂部較高部位，水或泥漿不能滯留在頂部包裹火區(qū)；另外，泥漿脫水量大、施工量大、附壁性差。無機(jī)鹽類阻化劑主要為氯化鈣、氯化鎂等水溶液，可通過噴灑、壓注或霧化的形式附著在易被氧化的煤體表面形成含水液膜，惰化媒體表面、阻止煤氧接觸；但當(dāng)煤體溫度升高使阻化劑吸收的水份蒸發(fā)，其阻化效果消失，且阻化劑會(huì)催化煤氧復(fù)合速度。凝膠類阻化劑可在煤體表面形成阻隔膜，隔絕煤體與空氣中氧氣的氧化反應(yīng)，達(dá)到阻化效果；但水玻璃凝膠阻化劑具有用量大、體積收縮大、干燥后易開裂等缺點(diǎn)，有機(jī)凝膠阻化劑往往熱穩(wěn)定性差、易燃燒且成本較高。聚氨酯、酚醛樹脂、脲醛樹脂等封堵劑對(duì)阻隔煤體氧化也具有良好效果，但其成本高、操作復(fù)雜、原料有腐蝕性及污染環(huán)境。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)上的缺點(diǎn)，提供一種耐高溫、阻燃的環(huán)保型高分子凝膠阻化劑，可通過以下具體技術(shù)方案實(shí)施。本發(fā)明的一種用于煤礦防止煤炭自燃的環(huán)保阻燃高分子凝膠阻化劑，以以水為溶劑，包括組分及在凝膠阻化劑中的質(zhì)量百分比濃度為高分子基料7%_10%、無機(jī)阻化劑0.1%-0.5%、阻燃劑0.1%-0.5%、表面活性劑0.01%-0.5%、補(bǔ)強(qiáng)劑0.1%_3%。其中所述高分子基料為聚醋酸乙烯酯乳液、聚乙烯醇縮醛乳液、高強(qiáng)度淀粉膠中的一種或多種組合。所述無機(jī)阻化劑為氯化鎂、氯化鈣、氯化鋁、氫氧化鈣中的一種或多種組合。所述阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂、聚磷酸銨中的一種或多種組合。所述表面活性劑為脂肪族氨基磺酸鈉、碳酸鈉中的一種或兩種組合。所述補(bǔ)強(qiáng)劑為輕質(zhì)碳酸鈣、灰鈣粉、硅灰石粉中的一種或多種組合。本發(fā)明應(yīng)用到煤礦開采過程中，通過煤層預(yù)注水、向采空區(qū)噴灑、向煤壁煤柱裂隙3和破碎帶噴灑、向高溫和高冒區(qū)噴灑、在儲(chǔ)煤倉噴灑等手段使用，成膠前為可流動(dòng)液體，成膠后均勻覆蓋在煤體表面，隔絕煤和空氣的接觸，降低煤體表面氧化反應(yīng)過程?？啥啻螄姙?涂)以增加涂膜厚度，提高防火等級(jí)。具有操作簡單、煤體附壁性和阻化效果好、阻燃及環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)；涂層可承受多次火焰作用，機(jī)械強(qiáng)度大且潮濕環(huán)境中涂膜穩(wěn)定不脫落。在煤礦開采過程中向采煤工作面后的遺煤和易發(fā)火區(qū)域噴灑該阻化劑溶液，可使煤的自燃傾向降低，從而徹底防止煤的自燃，適合礦井下及儲(chǔ)煤作業(yè)。本發(fā)明作為一種煤炭行業(yè)防止煤炭自燃的環(huán)保阻燃高分子阻化劑，有以下優(yōu)點(diǎn)1.以水為溶劑，無毒、無味、不會(huì)產(chǎn)生有害氣體和有害廢物，不會(huì)對(duì)人和環(huán)境產(chǎn)生污染；2.滲透性強(qiáng)、附壁性強(qiáng)，形成的保護(hù)膜致密性好、強(qiáng)度大、阻化率可達(dá)90%以上且阻化壽命長；3.保護(hù)膜耐濕性能好、高濕環(huán)境下穩(wěn)定；熱穩(wěn)定性好，火焰燒灼下不燃燒、可形成完整焦化膜；4.成本低廉，加工及使用方便。使用中可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況、使用地點(diǎn)和成膠時(shí)間要求等因素配置不同凝膠時(shí)間、不同凝膠強(qiáng)度的阻化劑。經(jīng)某礦試用，效果滿意，達(dá)到預(yù)期發(fā)明目的。具體實(shí)施例方式阻化率采用如下測(cè)定方法，即(裸煤C0發(fā)生率_樣品CO發(fā)生率)/裸煤CO發(fā)生率=阻化率(％)其中CO發(fā)生率是按傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的。實(shí)施例1-6本發(fā)明的一種耐高溫、阻燃的環(huán)保型高分子阻化劑，以在水為溶劑的阻化劑中的質(zhì)量百分比計(jì)量，按表1配置，將高分子基料、無機(jī)阻化劑、阻燃劑、表面活性劑、補(bǔ)強(qiáng)劑及水精確稱量，在攪拌機(jī)中充分混合均勻，即制成各實(shí)施例的環(huán)保阻燃高分子阻化劑，使用時(shí)均勻噴灑(涂)于需要覆蓋的煤體表面。表1原料和配量(單位質(zhì)量百分比濃度/%)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求一種用于煤礦防止煤炭自燃的環(huán)保阻燃高分子凝膠阻化劑，其特征在于，以水為溶劑，包括組分及在凝膠阻化劑中的質(zhì)量百分比濃度為高分子基料7％-10％、無機(jī)阻化劑0.1％-0.5％、阻燃劑0.1％-0.5％、表面活性劑0.01％-0.5％、補(bǔ)強(qiáng)劑0.1％-3％。2.按照權(quán)利要求1所述的高分子凝膠阻化劑，其特征在于，所述高分子基料為聚醋酸乙烯酯乳液、聚乙烯醇縮醛乳液、高強(qiáng)度淀粉膠中的一種或多種組合。3.按照權(quán)利要求1所述的高分子凝膠阻化劑，其特征在于，所述無機(jī)阻化劑為氯化鎂、氯化鈣、氯化鋁、氫氧化鈣中的一種或多種組合。4.按照權(quán)利要求1所述的高分子凝膠阻化劑，其特征在于，所述阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂、聚磷酸銨中的一種或多種組合。5.按照權(quán)利要求1所述的高分子凝膠阻化劑，其特征在于，所述表面活性劑為脂肪族氨基磺酸鈉、碳酸鈉中的一種或兩種組合。6.按照權(quán)利要求l所述的高分子凝膠阻化劑，其特征在于，所述補(bǔ)強(qiáng)劑為輕質(zhì)碳酸鈣、灰鈣粉、硅灰石粉中的一種或多種組合。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于煤礦防止煤炭自燃的環(huán)保阻燃高分子凝膠阻化劑，以水為溶劑，包括組分及在凝膠阻化劑中的質(zhì)量百分比濃度為高分子基料7％-10％、無機(jī)阻化劑0.1％-0.5％、阻燃劑0.1％-0.5％、表面活性劑0.01％-0.5％、補(bǔ)強(qiáng)劑0.1％-3％。本發(fā)明具有操作簡單、煤體附壁性和阻化效果好、阻燃及環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)；涂層可承受多次火焰作用，機(jī)械強(qiáng)度大且潮濕環(huán)境中涂膜穩(wěn)定不脫落。在煤礦開采過程中向采煤工作面后的遺煤和易發(fā)火區(qū)域噴灑該阻化劑溶液，可使煤的自燃傾向降低，從而徹底防止煤的自燃，適合礦井下及儲(chǔ)煤作業(yè)。文檔編號(hào)C09K3/00GK101793160SQ20101010339公開日2010年8月4日申請(qǐng)日期2010年1月29日優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日發(fā)明者吳紫平,張騰,朱紅青,索紅莉,袁慧萍,郭艾東,閆鑌杰申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué);朔州市平魯區(qū)興陶煤礦;中國礦業(yè)大學(xué)(北京)