專利名稱：一種高水膠結(jié)防滅火材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤礦防滅火材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種用于煤礦采空區(qū)封閉固化的高水膠結(jié)防滅火材料。
背景技術(shù)：
煤礦防滅火材料在煤礦采煤過(guò)程中被普遍應(yīng)用，隨著煤礦地質(zhì)條件的變化和開(kāi)采 深度的增加，社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，對(duì)煤礦防滅火材料的性能提出了更高的要求，特別 是對(duì)煤礦采空區(qū)的防滅火材料要求更為嚴(yán)格，不僅要具備良好的滅火性能，還要具備良好 的防火性能。煤礦防滅火技術(shù)是煤礦實(shí)施瓦斯治理的重要手段，而性能優(yōu)越的防滅火材料 又是實(shí)施防滅火技術(shù)中的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的防滅火材料為黃泥漿和有機(jī)化學(xué)防滅火材料兩種， 在解決煤礦采空區(qū)自燃發(fā)火的技術(shù)問(wèn)題時(shí)大多采用以上兩種傳統(tǒng)方法?，F(xiàn)有的防滅火材料 有以下缺點(diǎn)①黃泥漿滅火效果差，現(xiàn)場(chǎng)灌注施工困難；強(qiáng)度低，耐水性差。②化學(xué)防滅火材料適應(yīng)性差，價(jià)格高，生產(chǎn)和使用易造成環(huán)境污染。③化學(xué)防滅火材料適應(yīng)性差，給施工帶來(lái)難度，用于密閉防火在施工后期還會(huì)發(fā) 生質(zhì)變自燃，出現(xiàn)安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種具有環(huán)保、成本低，防滅火性能高，適應(yīng)性 好，便于施工的高水膠結(jié)防滅火材料。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種高水膠結(jié)防滅火材料，由甲材料和乙材料組成，所 述的甲材料由下述重量百分比的組份組成①硫鋁酸鹽熟料細(xì)粉66. 8 % 97. 7 % ；②粉煤灰0-30%;③Na2CO3 0. 8% 1. ；④糖蜜0. 3%-0. 6% ；⑤膨潤(rùn)土1. 2%-1. 5% ；所述的乙材料由下述重量百分比的組份組成①硬石膏53. 2%-74. 16% ；②生石灰14. 13%-23. 8% ；③粉煤灰0-30%;④活性劑LiOH 0. 04% -0. 07% ；(S)NaCI 0. 5% -0. 8% ；⑥膨潤(rùn)土1.5%-1.8% ；分別將組成甲材料與乙材料的組份混合磨細(xì)制成固體粉料，細(xì)度要求比表面積大 于370m2/kg，然后甲、乙兩種材料使用不同的容器分別加水?dāng)嚢璩蓾{，加水量分別為甲、乙材料固體粉料重量的2 3. 5倍，再按等量比例將甲、乙兩種漿液混合攪拌后使用。所述的高水膠結(jié)防滅火材料，其中甲材料由下述重量百分比的組份組成①硫鋁酸鹽熟料細(xì)粉97.7%;②粉煤灰0 ；(S)Na2CO3 0. 8% ；④糖蜜0.3%;⑤膨潤(rùn)土1.2%;其中所述的乙材料由下述重量百分比的組份組成①硬石膏74. 16%;②生石灰23. 8%;③粉煤灰0 ；④活性劑LiOH 0.04% ；(S)NaCI 0. 5% ；⑥膨潤(rùn)土1.5%。本發(fā)明的主要組成材料采用了無(wú)機(jī)礦物材料和工業(yè)廢物制造而成，同時(shí)又是一種高效膠凝材料，也稱高水膠結(jié)材料，其成本低廉、無(wú)毒無(wú)害，成型后強(qiáng)度高、耐水性強(qiáng)，是對(duì) 傳統(tǒng)防滅火材料的創(chuàng)造性革新；本發(fā)明具有高結(jié)晶水的能力，即內(nèi)部水份以結(jié)晶水的形式 存在于膠結(jié)固體中，將發(fā)火煤體進(jìn)行固化，可以迅速起到封閉滅火的作用，同時(shí)能夠阻止采 空區(qū)煤層的漏風(fēng)氧化發(fā)火，該材料可以大幅度提高防滅火材料的性能和降低防滅火的成 本；本發(fā)明適用性強(qiáng)，高水膠結(jié)防滅火材料能夠適應(yīng)煤礦不同地點(diǎn)的防滅火施工，如停采 線、切眼、采空區(qū)、煤田露頭、地面煤場(chǎng)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的高水膠結(jié)防滅火材料由甲材料和乙材料組成。實(shí)施例1，甲材料由下述重量百分比的組份組成硫鋁酸鹽熟料細(xì)粉97. 7% ；粉煤 灰0 ；糖蜜0. 3% ；Na2CO3 0.8% ；膨潤(rùn)土 1. 2%。乙材料由下述重量百分比的組份組成硬 石膏 74. 16% ；生石灰 23. 8% ；粉煤灰 0 ；NaCIO. 5% ；活性劑 LiOH 0. 04% ；膨潤(rùn)土 1.5%。 本發(fā)明的防滅火材料的使用方法分別將組成甲材料與乙材料的各組份混合磨細(xì)制成固體 粉料，細(xì)度要求比表面積大于370m2/kg，然后甲、乙兩種材料的固體粉料用不同的容器分別 加水?dāng)嚢璩蓾{，加水量分別為甲、乙材料固體粉料重量的3. 5倍，即1000克甲材料加水3500 克，1000克乙材料加水3500克。再分別用管道泵送至使用位置，按等量比例將甲、乙兩種漿 液混合攪拌后使用。本發(fā)明中，硫鋁酸鹽熟料細(xì)粉作為膠凝材料是一種低能耗的生態(tài)材料，具有強(qiáng)度 高、耐水性強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)本發(fā)明起著重要的作用；活性劑LiOH在本發(fā)明中起結(jié)晶水作用，對(duì) 甲材料加水?dāng)嚢韬笃渌菀越Y(jié)晶水的形式存在；膨潤(rùn)土有很好的阻燃性能和很好的吸水膨 脹性能以及分散、懸浮和造漿性；Na2CO3又稱純堿，為一種惰性固體，干粉滅火器中常用；硬 石膏和生石灰均為較環(huán)保的無(wú)機(jī)膠凝材料。硬石膏是一種硫酸鹽礦物，它的成分為無(wú)水硫 酸鈣，吸收水分變成石膏。石膏的導(dǎo)熱系數(shù)低，在遇火時(shí)，其中的結(jié)晶水脫出能吸收熱量，而 且生成的無(wú)水石膏也是一種良好的熱絕緣體；生石灰加水后為消石灰，一般凝結(jié)硬化較慢，但與硅鋁質(zhì)材料如甲材料中的硫鋁酸鹽熟料細(xì)粉混合后便可快速凝結(jié)，以達(dá)到所需硬度效果，因此本發(fā)明在使用時(shí)，甲、乙兩種材料的各組份先分別加水?dāng)嚢柚茲{，這樣漿液可存放 或泵送時(shí)24小時(shí)內(nèi)不凝固，可長(zhǎng)時(shí)間、遠(yuǎn)距離泵送，給施工帶來(lái)方便，便于機(jī)械化施工。當(dāng) 甲、乙兩種漿液送到使用位置，然后將兩種漿液等量配比混合后灌注到需要防滅火的地點(diǎn) 便可。甲、乙兩種材料的漿液混合攪拌后，通常在5-30分鐘內(nèi)停止流動(dòng)、開(kāi)始凝結(jié)，形成具 有一定強(qiáng)度和抗壓彈性模量的高含水膠結(jié)固體。其內(nèi)部的水份以結(jié)晶水的形式存在于膠結(jié) 固體中，將發(fā)火煤體進(jìn)行固化，可以迅速起到封閉滅火的作用，同時(shí)能夠阻止采空區(qū)煤層的 漏風(fēng)氧化發(fā)火。該材料即可滅火，又可防火，是煤礦進(jìn)行瓦斯治理，采空區(qū)充填堵漏，阻燃滅 火的急需新材料。實(shí)施例2 甲材料由下述重量百分比的組份組成硫鋁酸鹽熟料細(xì)粉87. 4% ；粉煤 灰10% ；糖蜜0. 4% ；Na2CO3 0. 9% ；膨潤(rùn)土 1. 3%。乙材料由下述重量百分比的組份組成 硬石膏68. 4% ；生石灰19. 35% ；粉煤灰10% ；NaCI 0.6% ；活性劑LiOH 0. 05% ；膨潤(rùn)土 1. 6%。實(shí)施例2的使用方法的操作步驟與實(shí)施例1基本相同，只是加水量分別為甲、乙材 料固體粉料重量的3倍。實(shí)施例2的使用效果與實(shí)施例1的使用效果基本相同。實(shí)施例3 甲材料由下述重量百分比的組份組成硫鋁酸鹽熟料細(xì)粉77. 4% ；粉煤 灰20% ；糖蜜0. 5% ；Na2CO3 1. 0% ；膨潤(rùn)土 1. 1%。乙材料由下述重量百分比的組份組成 硬石膏58. 74% ；生石灰18. 8% ；粉煤灰20% ；NaCI 0. 7% ；活性劑LiOH 0. 06% 0膨潤(rùn)土 1. 7%。實(shí)施例3的使用方法的操作步驟與實(shí)施例1基本相同，只是加水量分別為甲、乙材 料固體粉料重量的2. 5倍，實(shí)施例3的使用效果與實(shí)施例1的使用效果也基本相同。實(shí)施例4:甲材料由下述重量百分比的組份組成硫鋁酸鹽熟料細(xì)粉66. 8% ；粉 煤灰30% ；糖蜜0. 6% ；Na2CO3 1. 1% ；膨潤(rùn)土 1. 5%。乙材料由下述重量百分比的組份組 成硬石膏53. 2% ；生石灰14. 13% ；粉煤灰30% ；NaCI 0. 8% ；活性劑LiOH 0. 07% ；膨潤(rùn) 土 1. 8%。實(shí)施例4的使用方法的操作步驟與實(shí)施例1基本相同，只是加水量分別為甲、乙 材料固體粉料重量的2倍。由于粉煤灰是我國(guó)當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一，其具有改善 拌和物的和易性，增強(qiáng)可泵性等，在本實(shí)施例中大量摻入可節(jié)約硫鋁酸鹽熟料細(xì)粉，降低成 本，因硫鋁酸鹽熟料細(xì)粉的用量小故減少用水量。實(shí)施例4的使用效果與實(shí)施例1的使用 效果也基本相同。本發(fā)明制備工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、成本低，成型后強(qiáng)度高、耐水性強(qiáng)，防滅火效果顯著，施 工方便，適應(yīng)性強(qiáng)，是一種適于煤礦采空區(qū)使用的高效能、低成本的防滅火材料。
權(quán)利要求
一種高水膠結(jié)防滅火材料，其特征是由甲材料和乙材料組成，所述的甲材料由下述重量百分比的組份組成①硫鋁酸鹽熟料細(xì)粉66.8％～97.7％；②粉煤灰0-30％；③Na2CO3 0.8％～1.1％；④糖蜜0.3％-0.6％；⑤膨潤(rùn)土1.2％-1.5％；所述的乙材料由下述重量百分比的組份組成①硬石膏53.2％-74.16％；②生石灰14.13％-23.8％；③粉煤灰0-30％；④活性劑LiOH 0.04％-0.07％；⑤NaCI 0.5％-0.8％；⑥膨潤(rùn)土1.5％-1.8％；分別將組成甲材料與乙材料的組份混合磨細(xì)制成固體粉料，細(xì)度要求比表面積大于370m2/kg，然后甲、乙兩種材料使用不同的容器分別加水?dāng)嚢璩蓾{，加水量分別為甲、乙材料固體粉料重量的2～3.5倍，再按等量比例將甲、乙兩種漿液混合攪拌后使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高水膠結(jié)防滅火材料，其特征是所述的甲材料由下述重量 百分比的組份組成①硫鋁酸鹽熟料細(xì)粉97.7% ；②粉煤灰0；③Na2CO3 0. 8% ；④糖蜜0.3%；⑤膨潤(rùn)土1. 2% ；所述的乙材料由下述重量百分比的組份組成①硬石膏74.16% ；②生石灰23.8%；③粉煤灰0；④活性劑LiOH0. 04% ；⑤NaCI 0. 5% ；⑥膨潤(rùn)土1.5%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高水膠結(jié)防滅火材料，由甲材料和乙材料組成，甲材料由下述重量百分比的組分組成硫鋁酸鹽熟料細(xì)粉66.8％～97.7％；粉煤灰0-30％；Na2CO3 0.8％～1.1％；糖蜜0.3％-0.6％；膨潤(rùn)土1.2％-1.5％；乙材料由下述組分組成硬石膏、生石灰、粉煤灰、活性劑LiOH、NaCI和膨潤(rùn)土。甲、乙兩種材料使用不同的容器分別加水?dāng)嚢璩蓾{，加水量分別為甲、乙材料固體粉料重量的2～3.5倍，再按等量比例將甲、乙兩種漿液混合攪拌后使用。本發(fā)明具有高結(jié)晶水的能力，該材料既能滅火，也能防火，可以大幅度提高防滅火的效能和降低防滅火的成本；本發(fā)明適用性強(qiáng)，高水膠結(jié)防滅火材料能夠適應(yīng)煤礦不同地點(diǎn)的防滅火施工，如停采線、切眼、采空區(qū)、煤田露頭、地面煤場(chǎng)等施工方便。
文檔編號(hào)E21F5/00GK101811856SQ20101015613
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者任秀娥, 劉敏, 劉茂平, 牛曉亮 申請(qǐng)人:劉茂平