專利名稱：用于煤層火災治理的稠化膠體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于防滅火材料領(lǐng)域，特別是涉及一種用于煤層火災治理的稠化膠體。
背景技術(shù)：
煤層自然著火的主要原因是煤層中存在裂隙，空氣隨裂隙進入煤層，氧氣與一些自由基反應放出熱量，熱量積聚至著火點即發(fā)生自燃。黃泥灌漿是煤礦最主要的防滅火手段之一，其原理是泥漿中的水分吸收大量的熱，起到滅火降溫作用，黃土覆蓋浮煤表面，起隔氧阻止氧化的作用?，F(xiàn)有的黃泥灌漿是用黃土與水制成泥漿，然后注入火區(qū)滅火。但黃土與水易分離，不但容易堵塞輸送管路，而且滅火時分離出的水易汽化，產(chǎn)生的水蒸氣與高溫煤作用形成水煤氣，因而存在爆炸隱患，給井下安全構(gòu)成極大威脅。另外，現(xiàn)有的黃泥漿的粘附性、保水性及束水性較差，漿液流失量大，灌漿效率低，防滅火效果較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種粘附性、保水性及束水性好，且可在較長時間保持良好懸浮狀態(tài)的用于煤層火災治理的稠化膠體。
解決上述問題的技術(shù)方案是所提供的用于煤層火災治理的稠化膠體由水、骨料和稠化劑組成，所說的骨料是粉煤灰、黃土、沙土或石粉中的一種，所說的稠化劑是羧甲基纖維素、磺酸乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、甲基纖維素、羧乙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥丁基甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素中的一種或兩種或幾種。使用時只需將水、稠化劑和骨料混合攪拌均勻注入火區(qū)即可。
對于某些場合，如輸送管道起伏比較大時，為阻止稠化膠體中的大顆粒下沉速度，上述稠化膠體中可以加入適量的發(fā)泡劑，一般為水重量的0.1～1％。發(fā)泡劑最好使用十二烷基硫酸鈉，十二烷基硫酸鈉泡沫小，發(fā)泡量大，加入發(fā)泡劑后的漿料包括固、液、氣三種相態(tài)。稠化膠體底部的泡沫在浮力作用下將向上運動，阻止?jié){液中大顆粒下降速度，以便進一步增強懸浮效果。
上述稠化劑添加量可為水重量的0.5～5％，黃土添加量可為水重量的30～140％，粉煤灰添加量可為水重量的30～140％，石粉添加量可為水重量的40～160％，沙土添加量可為水重量的40～150％。
一般情況下，上述稠化劑添加量可為水重量的1～3％，各骨料的添加量可為水重量的比例分別是黃土60～110％，粉煤灰50～100％，石粉80～140％，沙土70～120％。
最佳比例為稠化劑添加量可為水重量的1～2％，黃土添加量為水重量的80～110％，粉煤灰添加量為水重量的60～100％，石粉添加量為水重量的100～140％，沙土添加量為水重量的80～120％。
稠化劑的種類眾多，但并不都適合上述滅火用的骨料，除考慮上述骨料的特性，還應考慮所形成的稠化膠體的懸浮性、流動性及均勻一致性。本發(fā)明選用上述稠化劑是經(jīng)過大量實驗所篩選出的。
本發(fā)明所提供的稠化膠體流動性好，處于懸浮狀態(tài)的持續(xù)時間長，制作簡單、成本低。本稠化膠體保水和束水能力強，與煤體粘附性好，能有效的包裹高溫煤體，提高滅火效果。本發(fā)明加入的稠化劑可以使水與骨料比較穩(wěn)定的結(jié)合在一起，使水與骨料不易分離，延長了水與骨料在煤層火災治理過程中相互協(xié)同作用的時間，減緩了稠化膠體在高溫狀態(tài)下水的蒸發(fā)速度，因而本稠化膠體不會迅速產(chǎn)生大量的水蒸氣，所以不存在水煤氣爆炸的危險。
具體實施例方式
實施例1取一定量的水36份，分為四組，每種骨料為一組，每組9份試樣。各組的骨料分別是與水等量的直徑小于1mm的粉煤灰、黃土、沙土和石粉，每組9份試樣中先分別加入占水重量為2％的羧甲基纖維素鈉、磺酸乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、甲基纖維素、羧乙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥丁基甲基纖維素、羥乙基纖維素和羥丙基纖維素，然后加入骨料，攪拌均勻，得四組共36份稠化膠體試樣。
上述各稠化膠體經(jīng)試驗稠化膠體靜置懸浮時間大于24小時無沉降，流動度為250～280mm，粘稠度為40～50mPa.s，完全滿足了防滅火要求。
本實例的對比試驗分別將粉煤灰、黃土、沙土和石粉與水按重量比為1∶1制得試樣4份，流動度為280～320mm，粘稠度為20～30mPa.s。靜置觀察30分鐘時即有超過25％的水析出。
流動度的測試方法是將上口直徑為36mm，下口直徑為64mm，高度為60mm，厚5mm的內(nèi)壁光滑無接縫金屬截錐模置于水平玻璃板中央，錐模內(nèi)部和玻璃板均用濕布擦過，并將濕布覆蓋上面；向2000ml燒杯中加入水，再加入稱量好的骨料并攪拌均勻，將錐模置于水平玻璃板中央，迅速將拌好的漿體注入截錐模內(nèi)，刮平并清掉溢出漿體，將錐模按垂直方向迅速提起約30cm高，至無附壁漿體流下時移開，30秒時量取垂直方向的直徑(mm)，三次試驗的直徑平均值即為流動度。
實施例2骨料、稠化劑及試樣分組與實施例1相同，其中骨料加入量占水重量的40％，稠化劑的加入量占水重量的3％。試驗結(jié)果是靜置懸浮時間大于24小時，流動度為270～290mm，粘稠度為35～45mPa.s。
實施例3骨料、稠化劑及試樣分組與實施例1相同，其中骨料加入量占水重量的140％，稠化劑的加入量占水重量的1％。試驗結(jié)果是靜置懸浮時間大于24小時，流動度為240～250mm，粘稠度為40～50mPa.s。
實施例4
取一定量的水，向水中加入1％的羧甲基纖維素鈉和0.5％的羧乙基甲基纖維素，再加入占水重量120％的沙土，混合攪拌均勻。試驗結(jié)果是靜置懸浮時間大于24小時，流動度為250～270mm，粘稠度為35～45mPa.s。
實施例5取一定量的水，向水中加入1％的羧甲基纖維素鈉、0.5％的羥乙基纖維素和0.1％的十二烷基硫酸鈉發(fā)泡劑，再加入占水重量120％的黃土，混合攪拌均勻。試驗結(jié)果是靜置懸浮時間大于24小時，流動度為250～270mm，粘稠度為35～45mPa.s。
權(quán)利要求
1.一種用于煤層火災治理的稠化膠體，其特征是由水、骨料和稠化劑組成，所說的骨料是粉煤灰、黃土、沙土或石粉中的一種，所說的稠化劑是羧甲基纖維素、磺酸乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、甲基纖維素、羧乙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥丁基甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素中的一種或兩種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稠化膠體，其特征是所說的稠化劑添加量為水重量的0.5～5％，黃土添加量為水重量的30～140％，粉煤灰添加量為水重量的30～140％，石粉添加量為水重量的40～160％，沙土添加量為水重量的40～150％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稠化膠體，其特征是所說的稠化劑添加量為水重量的1～3％，黃土添加量為水重量的60～110％，粉煤灰添加量為水重量的50～100％，石粉添加量為水重量的80～140％，沙土添加量為水重量的添加量為水重量的70～120％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的稠化膠體，其特征是所說的稠化劑添加量為水重量的1～2％，黃土添加量為水重量的80～110％，粉煤灰添加量為水重量的60～100％，石粉添加量為水重量的100～140％，沙土添加量為水重量的80～120％。
5.一種用于煤層火災治理的稠化膠體，其特征是由水、骨料、稠化劑和發(fā)泡劑組成，發(fā)泡劑的添加量為水重量的0.1～1％，所說的骨料是粉煤灰、黃土、沙土或石粉中的一種，所說的稠化劑是羧甲基纖維素、磺酸乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、甲基纖維素、羧乙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥丁基甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素中的一種或兩種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的稠化膠體，其特征是所說的發(fā)泡劑是十二烷基硫酸鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的稠化膠體，其特征是所說的稠化劑添加量為水重量的0.5～5％，黃土添加量為水重量的30～140％，粉煤灰添加量為水重量的30～140％，石粉添加量為水重量的40～160％，沙土添加量為水重量的40～150％。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的稠化膠體，其特征是所說的稠化劑添加量為水重量的1～2％，黃土添加量為水重量的60～110％，粉煤灰添加量為水重量的50～100％，石粉添加量為水重量的80～140％，沙土添加量為水重量的添加量為水重量的70～120％。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于煤層火災治理的稠化膠體，它由水、骨料和稠化劑組成。其中，骨料是粉煤灰、黃土、沙土或石粉中的一種，稠化劑是羧甲基纖維素、磺酸乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、甲基纖維素、羧乙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥丁基甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素中的一種或幾種。使用時只需將水、稠化劑和骨料混合攪拌均勻注入火區(qū)即可。本發(fā)明的稠化膠體保水和束水能力強，與煤體粘附性好，能有效的包裹高溫煤體，提高滅火效果，并且水與骨料不易分離，延長了水與骨料相互協(xié)同作用的時間，減緩了稠化膠體在高溫狀態(tài)下水的蒸發(fā)速度，所以不存在水煤氣爆炸的危險。
文檔編號A62C3/00GK1907518SQ20061010508
公開日2007年2月7日 申請日期2006年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月31日
發(fā)明者文虎, 張辛亥, 劉鑫, 鄧軍, 張平麗, 徐林生 申請人:西安森蘭科貿(mào)有限責任公司