專利名稱：煤礦防滅火高分子復(fù)混膠體材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防滅火材料，具體是一種煤礦防、滅煤自燃火災(zāi)的高分子復(fù)混膠 體材料。
背景技術(shù)：
煤礦井下煤炭自燃發(fā)火是煤礦五大災(zāi)害之一。我國是產(chǎn)煤大國，目前有50%的煤 礦有煤自燃威脅，而且隨著我國中西部新的褐煤煤田開發(fā)及老礦井進(jìn)入深部開采、煤自燃 的威脅更加嚴(yán)重。煤自燃火災(zāi)的基本原理也服從燃燒三角形和四邊形。但其形成過程、自 燃的環(huán)境、防滅火的條件和方法，有自己的特點(diǎn)。煤自燃火災(zāi)有一個(gè)或長或短的發(fā)生發(fā)展過 程，且因煤炭及巖體導(dǎo)熱性差，不易及早發(fā)現(xiàn)。多數(shù)火源隱蔽，往往發(fā)生在人們難以進(jìn)入的 采空區(qū)或不能進(jìn)入的煤柱內(nèi)，及時(shí)撲滅較難。而一旦形成火災(zāi)，又來勢迅猛。甚至迫使工作 面停采，幾千萬乃至上億元的機(jī)械設(shè)備封在火區(qū)內(nèi)被損壞，已開拓、準(zhǔn)備出的煤量被凍結(jié)， 直接影響礦井正常生產(chǎn)和接續(xù)。同時(shí)，煤礦井下屬半封閉空間，火災(zāi)在發(fā)生、發(fā)展期間產(chǎn)生 大量有毒有害氣體(如CO、CO2, SO2)及有毒煙塵，嚴(yán)重威脅礦工生命安全。而滅火時(shí)產(chǎn)生 的水蒸汽、水煤氣等只能向一個(gè)方向移動(dòng)，救災(zāi)人員的工作空間小，回旋余地小，給救災(zāi)人 員帶來很大的威脅。因此，煤礦安全生產(chǎn)急需高效阻燃，快速滅火且不易復(fù)燃的新材料、新 技術(shù)。鑒于煤自燃火災(zāi)對(duì)煤礦生產(chǎn)嚴(yán)重的破壞性，對(duì)煤礦安全的嚴(yán)重威脅，我國在防治 煤自燃方面進(jìn)行了大量地研究，研發(fā)出不少行之有效地材料與方法。例如采用黃泥、粉煤灰 等的灌漿防滅火技術(shù)，至今已有五十多年的歷史，并創(chuàng)造了灑漿、埋漿和鉆孔灌漿等防滅火 方法，取得了成功。但此法是以量取勝，漿體較難注入煤體，在許多區(qū)域和地方難以應(yīng)用。使 用范圍、區(qū)間有局限；灌漿時(shí)還會(huì)帶大量的水進(jìn)入井下，污染環(huán)境，極大增加了礦井排水、排 污工作量和能量消耗。使用黃土?xí)r需要大量挖取礦井周邊農(nóng)田、破壞生態(tài)環(huán)境。灌漿時(shí)工 藝及操作若不當(dāng)，直接影響工作面生產(chǎn)(例如在俯采工作面)。采用惰氣(氮?dú)饧癈O2等) 防滅火時(shí)，滅火使用較多，防火較少使用。且兩種氣體各自適用不同條件(如仰斜開采或俯 斜開采)的工作面，同時(shí)需有配套的束管或其它檢測系統(tǒng)與之相配套。初期投入較大，在灌 注氮?dú)饧癈O2的過程中還要時(shí)刻避免大量惰氣漏入工作面降低工作區(qū)域的氧濃度，導(dǎo)致窒 息事故發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計(jì)60%以上有注惰氣設(shè)備的礦井，設(shè)備經(jīng)常有故障不易正常連續(xù)工作，使 用效果有局限性。自上世紀(jì)60年代以來，一些阻化劑(如&(12、1%(12、妝(12等)開始應(yīng) 用于煤礦井下，其原理皆是當(dāng)它們附著在煤粒煤體表面時(shí)，可吸收空氣中的水分，在煤的表 面形成含水液膜，從而阻止煤與氧的接觸，起到隔氧阻止煤自燃發(fā)展的作用；但實(shí)踐證明， 這種阻化劑很難進(jìn)入有問題的區(qū)域，加之材料本身吸水量很小，經(jīng)不起采空區(qū)的高溫蒸發(fā)， 實(shí)際效果有限，而且對(duì)礦井水的污染嚴(yán)重，現(xiàn)很少在用了。目前，在我國還有由基料水玻璃 和促凝劑(碳酸氫銨，偏鋁酸鈉等)與水混合成凝膠防滅火使用。但碳酸氫胺凝膠成膠會(huì) 析出大量的氨氣，造成作業(yè)環(huán)境惡劣并影響下風(fēng)流工人作業(yè)與身體健康。同時(shí)，這種凝膠在 操作中稍一不慎極易損傷工人眼睛及皮膚；以偏鋁酸鈉配膠，操作要求較高，不易溶于水，攪拌強(qiáng)度大，有一定腐蝕性，對(duì)人體健康也有損害。以上兩種凝膠成膠過程的工藝需要兩套 設(shè)備同時(shí)工作(基料和促凝劑需各自分別配比)，操作掌握不方便，用人多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是向煤礦提供一種防、滅煤自燃火災(zāi)見效快，更可針對(duì)不同煤種煤 自燃發(fā)火規(guī)律進(jìn)行防治，效果好、不易復(fù)燃，井下操作簡便、安全，綜合成本較低的高分子復(fù) 混膠體材料。本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種煤礦防滅火高分子復(fù)混膠體材料，由高分 子化合物和無機(jī)料按下述重量份混合制成高分子化合物40 100份，無機(jī)料52 98份。所述的高分子化合物在具體應(yīng)用時(shí)有以下幾種情況1)所述的高分子化合物為 聚丙烯酸鹽；其細(xì)度小于120um。2)所述的高分子化合物為聚丙烯酸鹽、羧甲基纖維素和聚 丙烯酰胺按下述重量份配比制成聚丙烯酸鹽40 55份，羧甲基纖維素1 30份，聚丙烯 酰胺1 15份；三種原料細(xì)度皆小于120um。3)所述的高分子化合物為聚丙烯酸鹽40-55 份，聚丙烯酰胺1-15份；二種原料細(xì)度皆小于120um。4)所述的高分子化合物為聚丙烯酸 鹽40-55份，羧甲基纖維素1-30份，細(xì)度皆小于120um。所述的無機(jī)料在具體應(yīng)用時(shí)，其配方由下述重量份的原料組成1)膨潤土 30 50 份，鋁土頁巖粉12 18份，高岑土 10 20份；原料細(xì)度皆小于120um。2)所述的無機(jī)料 還有凹凸棒土和粘土，各原料的重量份為膨潤土 30 50份，鋁土頁巖粉12 18份，高岑 土 10 20份，凹凸棒土 1 5份，粘土 1 5份；原料細(xì)度皆小于120um。3)所述的無機(jī) 料還可是重量份為膨潤土 30-50份，鋁土頁巖粉12-18份，高岑土 10-20份，凹凸棒土 1 5份。以上原料之細(xì)度皆小于120um。4)所述的無機(jī)料還可是重量份為膨潤土 30-50份， 鋁土頁巖粉12-18份，高岑土 10-20份，粘土 1 5份。以上原料之細(xì)度皆小于120um。上述煤礦防滅火高分子復(fù)混膠體材料的制備方法是先將所述高分子化合物按重 量份數(shù)比例稱重計(jì)量后，混合攪拌3 5分鐘；然后再在干混攪拌機(jī)上分別灑入所述各種無 機(jī)料，再將幾種料混合攪拌8 10分鐘，充分均勻即可。煤礦防滅火高分子復(fù)混膠體的使用工藝方法是其制漿、輸漿及噴漿設(shè)備、工藝可 采用兩種工藝實(shí)現(xiàn)1)設(shè)備及工藝采用泥漿泵(如TBW-75/20) —臺(tái)，0.5 Im3拌料箱1 2個(gè)，配合使用。根據(jù)需要配比，在拌料箱中加水和加所發(fā)明材料，并在拌料箱中引入壓風(fēng)， 以風(fēng)動(dòng)攪拌(無條件也可直接用木棍攪拌)。均勻混合5 10分鐘(風(fēng)動(dòng)5分鐘，人工10 分鐘)?；旌虾罅魅肽酀{泵中，利用泵壓打入注漿管路或鉆孔中帶壓噴注到預(yù)定防滅火位 置。2)設(shè)備及工藝采用單螺桿泵自動(dòng)振動(dòng)加料壓注系統(tǒng)。采用特制螺桿泵壓注，由供水管 直接往泵箱中給水，調(diào)節(jié)好(固定)水的流量，保持使用。啟動(dòng)螺桿泵，利用振動(dòng)漏斗，調(diào)節(jié) 好加料量，直接往泵箱中加入本發(fā)明材料，并在泵箱中與水充分混合后，經(jīng)螺桿泵輸出至管 道或鉆孔中實(shí)施對(duì)預(yù)定防滅火地點(diǎn)的帶壓噴注。使用時(shí)螺桿泵不允許反轉(zhuǎn)和空轉(zhuǎn)。本發(fā)明產(chǎn)品的質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)(見表1)表1
項(xiàng)目指標(biāo)外觀白色或灰白色顆粒
權(quán)利要求
一種煤礦防滅火高分子復(fù)混膠體材料，其特征在于由高分子化合物和無機(jī)料按下述重量份混合制成高分子化合物40～100份，無機(jī)料52～98份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦防滅火高分子復(fù)混膠體材料，其特征在于所述的高分 子化合物為聚丙烯酸鹽；聚丙烯酸鹽的細(xì)度小于120um。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦防滅火高分子復(fù)混膠體材料，其特征在于所述的高分 子化合物為聚丙烯酸鹽、羧甲基纖維素和聚丙烯酰胺按下述重量份配比制成聚丙烯酸鹽 40 55份，羧甲基纖維素1 30份，聚丙烯酰胺1 15份；三種原料細(xì)度皆小于120um。
4.根據(jù)權(quán)力要求1所述的煤礦防滅火高分子復(fù)混膠體材料，其特征在于所述的高分 子化合物由聚丙烯酸鹽和聚丙烯酰胺按下述重量份配比制成聚丙烯酸鹽40-55份，聚丙 烯酰胺1-15份；二種原料細(xì)度皆小于120um。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦防滅火高分子復(fù)混膠體材料，其特征在于所述的高分 子化合物由聚丙烯酸鹽和羧甲基纖維素按下述重量份配比制成聚丙烯酸鹽40-55份，羧 甲基纖維素1-30份；二種原料細(xì)度皆小于120um。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦防滅火高分子復(fù)混膠體材料，其特征在于所述的無機(jī) 料由下述重量份的原料組成膨潤土 30 50份，鋁土頁巖粉12 18份，高岑土 10 20 份；原料細(xì)度皆小于120um。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的煤礦防滅火高分子復(fù)混膠體材料，其特征在于所述的 無機(jī)料還有凹凸棒土和粘土，各原料的重量份為膨潤土 30 50份，鋁土頁巖粉12 18 份，高岑土 10 20份，凹凸棒土 1 5份，粘土 1 5份；原料細(xì)度皆小于120um。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦防滅火高分子復(fù)混膠體材料，其特征在于所述的無機(jī) 料重量份配比為膨潤土 30-50份，鋁土頁巖12-18份，高岑土 10-20份，凹凸棒土 1_5份， 原料細(xì)度皆小于120um。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦防滅火高分子復(fù)混膠體材料，其特征在于所述的無機(jī) 料其重量份配比為膨潤土 30-50份，鋁土頁巖粉12-18份，高岑土 10-20份，粘土 1_5份； 原料細(xì)度皆小于120um。
10.權(quán)利要求1所述的煤礦防滅火高分子復(fù)混膠體材料的制備方法其特征是先將所 述高分子化合物按重量份數(shù)比例稱重計(jì)量后，混合攪拌3 5分鐘；然后再在干混攪拌機(jī)上 分別灑入所述五種無機(jī)料后，再將8種料混合攪拌8 10分鐘，充分均勻即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤礦防滅火高分子復(fù)混膠體材料，屬防滅火材料。由高分子化合物40～100份，無機(jī)料52～98份混合制成。高分子化合物為聚丙烯酸鹽；或聚丙烯酸鹽40～55份、羧甲基纖維素0～30份、聚丙烯酰胺0～15份組成。無機(jī)料由膨潤土30～50份、鋁土頁巖粉12～18份、高岑土10～20份、凹凸棒土0～5份和粘土0～5份組成；所有原料細(xì)度皆小于120um。制備方法是先將高分子化合物混合攪拌3～5分鐘；再在干混攪拌機(jī)上分別灑入無機(jī)料后，將8種料混合攪拌8～10分鐘充分均勻即可。有益效果是凝膠具有高含水、高保水、吸熱量大、防滅火見效快，更可針對(duì)不同煤種煤自燃發(fā)火規(guī)律防治，效果好，不易復(fù)燃，井下操作簡便、安全，綜合成本較低。
文檔編號(hào)A62D1/02GK101993574SQ20101051522
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月11日
發(fā)明者陳孟伯, 陳舸 申請(qǐng)人:陳孟伯;陳舸