專利名稱：一種凝膠型化學炮泥及其制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及爆破領域使用的一種炮泥，尤其是一種煤礦打孔放炮時使用的一種凝膠型化學炮泥及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前煤礦打孔放炮時，通常黃泥或水炮泥作為堵塞炮眼的材料。使用黃泥封堵炮目艮，堵塞強度低，裝填速度慢，降塵效果差，煙塵大難消散，存在有較大的粉塵及炮煙和有害氣體等。爆破工程中產(chǎn)生的瓦斯、煙霧、灰塵、炮煙量較大，加大了空氣中有害氣體含量，消煙速度慢。影響操作人員的身體健康，影響施工進度及速度。炮泥的作用是能夠保證炸藥充分反應，使之發(fā)出最大能量；降低爆生氣體逸出自由面的溫度和壓力，提高爆破效果，并能阻止熾熱固體顆粒從炮眼中直接飛出；延緩爆生氣體與瓦斯、煤塵直接接觸。封泥質(zhì)量 的好壞，不僅影響爆破效果，更重要的是影響到爆破安全。目前已有使用水玻璃-銨鹽制作的化學炮泥，雖然可以降低煙塵，但這類炮泥的缺點是容易產(chǎn)生大量的有刺激性氣味的氣體，尤其在井下密閉的環(huán)境中這種氣味無法散去，即使在爆破后有害的難聞氣體也只能降低50%。嚴重的影響操作人員的嗅覺靈敏性，影響操作人員的身體健康。同時也存在著生產(chǎn)工藝配比不精確，凝膠穩(wěn)定性較差，保存時間短，保存條件要求高。膠體中的水容易析出而降低炮泥在爆破中的封堵效果，給安全生產(chǎn)帶來隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于克服背景技術(shù)中存在的現(xiàn)有堵塞炮眼的水玻璃-銨鹽炮泥炮煙及有害氣體含量大影響操作工人嗅覺，危害人體健康及凝膠穩(wěn)定性較差的問題，而提供了一種凝膠型化學炮泥，該化學炮泥無毒、無味，能夠降低瓦斯引燃溫度、滅瓦斯煙霧、滅灰塵，減少炮煙，降低有害氣體含量，環(huán)保安全，凝膠穩(wěn)定性好，本發(fā)明還提供一種化學炮泥制備方法。本發(fā)明解決其問題可通過如下技術(shù)方案來達到該凝膠型化學炮泥，由以下組分及含量組成硫酸鋁3. O 5. 3 %、凝膠穩(wěn)定劑O. 5 I. O %、水玻璃15 24 %、水69 80% ;其中水玻璃的模數(shù)為2-4，比重I. 30-1. 40，所述各組分的含量為重量百分數(shù)所述的凝膠穩(wěn)定劑為氫氧化鈣、氫氧化鋁、氧化鐵、氫氧化鋇和/或稀釋的水玻璃溶液。所述的稀釋的水玻璃為水玻璃與水的比例為I : 7。本發(fā)明還提供了一種凝膠型化學炮泥的制備方法，包括下列步驟I)、配制硫酸鋁溶液按比例稱取硫酸鋁、水，將上述組分混合攪拌至完全溶化；2)、稱取凝膠穩(wěn)定劑，配制作為凝膠穩(wěn)定劑的稀釋的水玻璃溶液水中加入水玻璃攪拌均勻；3)、配制水玻璃溶液水玻璃中加入水，攪拌均勻得到水玻璃溶液；4)、混合將步驟(I)及步驟(2)中的硫酸鋁溶液及凝膠穩(wěn)定劑攪拌混合完全，裝入包裝袋中，然后再向袋中溶液內(nèi)加入步驟(3)中的水玻璃溶液；5)、靜止成膠將已裝好的包裝袋封口，靜止放置，4小時后即為成品。所述的步驟(I)中硫酸鋁與水的重量比等于I : 10 ;所述的步驟(2)中稀釋的水玻璃溶液中水玻璃與水的重量比為I : 7 ;所述的步驟(3)中配制水玻璃溶液中水與水玻璃重量比為2 I倍。本發(fā)明選定了一種凝膠成膠劑，選定用硫酸鋁溶液與水玻璃(水溶性硅酸鈉)相互作用產(chǎn)生高容水性的硅-鋁凝膠體。采用鋁鹽(如硫酸鋁等)作為硅酸鈉膠體的凝結(jié)齊U，同時配合一種膠體穩(wěn)定劑，在配置工藝下得到高容水性的凝膠體，用鋁鹽與水玻璃反應得到的膠體具有膠體結(jié)構(gòu)細密，穩(wěn)定性好。硅酸鈉與硫酸鋁的化學反應方程式為Na2Si03+Al2 (SO4) 3+H20 — mAl (OH) 3 · nH20+xSi02 · yH20 I +Na2SO4硫酸鋁溶液在遇到堿性的硅酸鈉后，pH值升高，溶液中水合鋁離子Al (H2O)首先失去一個H+而形成Al (H2O) 5 (OH)2+，這些單體離子有強烈的聚合成大分子的趨勢。其過程是在兩個相鄰的鋁離子之間形成兩個0H—鍵橋，把兩個分子聯(lián)接起來，并且增加氫氧根離子和鋁離子的濃度，形成OH—鍵橋，聚合成大分子的傾向也增加，最終能形成如AI15(H2O)24(OH) 12+36 的大分子。該類大分子是含有大量水的白色凝膠體。硅酸鈉與酸性的硫酸鋁反應所生成的單分子硅酸不穩(wěn)定，分子間通過縮合可形成多聚硅酸大分子(即xSiO。^yHzO)。與氫氧化鋁大分子相似，硅酸凝膠體中的水也包括有吸附水和結(jié)構(gòu)水，后者是以羥基的形式和硅原子相連的，所以硅酸凝膠體也是含有大量水的半凝固狀態(tài)的大分子。另外，上述兩種大分子還能結(jié)合在一起，形成分子量更大的凝膠體，由此可見，用上述凝膠體制成的凝膠型炮泥是由含水量極高的大分子凝膠體組成的；但是，所生成的大分子也是容易進一步的縮合得到容水量很少的硅鋁沉淀體，也就是雜質(zhì)渣子。篩選了膠體成膠穩(wěn)定劑，用于調(diào)節(jié)硫酸鋁溶液的成膠性能，主要是通過調(diào)節(jié)成膠反應速度，和降低膠體凝結(jié)劑硫酸鋁的酸性，以免反應過快而產(chǎn)生過多的硅鋁沉淀(渣子)，而降低了凝結(jié)體的容水性能。其用量多少可調(diào)節(jié)。本發(fā)明采用了一種簡便操作而有具有成膠效果好的成膠工藝先加膠體凝結(jié)劑(硫酸鋁)和膠體穩(wěn)定劑，后加成膠主體水玻璃，同時采用在小包裝袋中靜止放置成膠，以保證成膠環(huán)境，PH值緩慢的升高，從而得到高含水容量的硅鋁凝膠體。與上述背景技術(shù)相比較可具有如下有益效果本發(fā)明的凝膠型化學炮泥，提高炸藥的爆速，有利于爆炸反應的完全，減少灰塵的生成量；能起到阻化劑的作用，降低瓦斯的引燃溫度；減少炸藥的半爆和爆燃現(xiàn)象，消除“壓死”現(xiàn)像。適用于煤礦打孔放炮用，能滅瓦斯煙霧、滅灰塵；無毒、無味，保質(zhì)時間長，具有良好的除塵效果，且能夠減少炮煙，降低有害氣體含量，環(huán)保安全、使用方便。膠體穩(wěn)定時間長，在高含水情況下(產(chǎn)品含水80%)，一般能達到I年以上。與水玻璃-硫酸銨炮泥比，一氧化碳降低66%以上，二氧化氮降低25%以上，粉塵濃度降低64%以上，噪音降低30%，無火花產(chǎn)生。該凝膠型化學炮泥既能滿足機械注入連續(xù)性要求，又能在炮眼有一定仰角時不往外流淌；提高了爆破安全性、爆破速度、爆破效率和經(jīng)濟效益。對提高煤炭產(chǎn)量，減少煤礦事故的發(fā)生，減少矽肺的發(fā)病率起到了重要作用。
具體實施例方式
下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明表I為制備實施例1-5的配方組成。表I制備實施例1-5的配方
權(quán)利要求
1.一種凝膠型化學炮泥，由以下組分及含量組成硫酸鋁3. O 5. 3%、凝膠穩(wěn)定劑O.5 I. 0%、水玻璃15 24%、水69 80%;其中水玻璃的模數(shù)為2_4，比重I. 30-1. 40，所述各組分的含量為重量百分數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種凝膠型化學炮泥，其特征在于所述的凝膠穩(wěn)定劑為氫氧化鈣、氫氧化鋁、氧化鐵、氫氧化鋇和/或稀釋的水玻璃溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種凝膠型化學炮泥，其特征在于所述的稀釋的水玻璃為水玻璃與水的比例為1:7。
4.一種如權(quán)利要求I所述的凝膠型化學炮泥的制備方法，其特征在于包括下列步驟 1)、配制硫酸鋁溶液按比例稱取硫酸鋁、水，將上述組分混合攪拌至完全溶化； 2)、稱取凝膠穩(wěn)定劑，配制作為凝膠穩(wěn)定劑的稀釋的水玻璃溶液水中加入水玻璃攪拌均勻； 3)、配制水玻璃溶液水玻璃中加入水，攪拌均勻得到水玻璃溶液； 4)、混合將步驟(I)及步驟(2)中的硫酸鋁溶液及凝膠穩(wěn)定劑攪拌混合完全，裝入包裝袋中，然后再向袋中溶液內(nèi)加入步驟(3)中的水玻璃溶液； 5)、靜止成膠將已裝好的包裝袋封口，靜止放置，4小時后即為成品。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凝膠型化學炮泥的制備方法，其特征在于所述的步驟(I)中硫酸鋁與水的重量比等于I : 10。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凝膠型化學炮泥的制備方法，其特征在于所述的步驟(2)中稀釋的水玻璃溶液中水玻璃與水的重量比為1:7;
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的化學炮泥的制備方法，其特征在于所述的步驟(3)中配制水玻璃溶液中水與水玻璃重量比為2I倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種凝膠型化學炮泥及其制備方法。主要適用于有瓦斯、煙塵的礦山爆破工程，用于封堵炮眼。本發(fā)明主要解決了現(xiàn)有堵塞炮眼的水玻璃-銨鹽炮泥炮煙及有害氣體含量大危害人體健康及凝膠穩(wěn)定性較差的問題。本發(fā)明的凝膠型炮泥由以下組分及含量組成硫酸鋁3.0～5.3％、凝膠穩(wěn)定劑0.5～1.0％、水玻璃15～24％、水69～80％；所述各組分的含量為重量百分數(shù)。該炮泥制備方法1)配制硫酸鋁溶液2)配制凝膠穩(wěn)定劑；3)配制水玻璃溶液；4)混合裝袋；5)成膠。該化學炮泥無毒、無味，能夠滅瓦斯煙霧、滅灰塵，減少炮煙，降低有害氣體含量，凝膠穩(wěn)定性好，衛(wèi)生安全。
文檔編號C04B28/26GK102838339SQ201210315080
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者李云飛, 李正光 申請人:李云飛