本發(fā)明涉及防滅火劑，具體涉及一種硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑。
背景技術：
綜采放頂煤開采具有高產、高效、低耗等優(yōu)點，在我國很多煤炭生產基地已普遍推廣應用。但由于這種采煤方法的開采強度大，采空區(qū)遺留殘煤多，冒落高度大，漏風嚴重，經常會出現(xiàn)難以解決的火災、瓦斯、粉塵等一系列問題，特別是火災。泡沫滅火劑分為化學泡沫、空氣泡沫、氟蛋白泡沫、水成膜泡沫和抗溶性泡沫等。中國專利公開號CN102614615A，公開日:2012年08月01日，名稱為“一種用于煤礦井下的復合體泡沫滅火劑”，公開了“一種用于煤礦井下的復合體泡沫滅火劑，其特征在于：由下列原料制成：主料為濃度為40%～60%碳酸氫銨或碳酸氫鈉水溶液與濃硫酸，按溶質質量比2:1～3:1混合，輔料為穩(wěn)定劑及發(fā)泡劑，所述輔料用量為主料總重量0.1%～2%”。上述專利的不足之處是：該滅火劑泡沫倍數(shù)雖然能達到20～200倍，泡沫穩(wěn)定時間≥2.5h，但是只能在短時間內使“惰氣二氧化碳泡沫在火區(qū)內擴散并充滿其空間，使火區(qū)內氧氣濃度急速下降，使火區(qū)因缺氧而窒息”，并不能真正做到隔絕燃燒煤層與空氣的接觸，阻止煤礦繼續(xù)燃燒，避免煤層復燃，達到阻燃和防滅火的目的。以碳酸氫銨為滅火劑主要的原料，在滅火過程中會釋放出大量的氨氣，污染了井下的空氣，不利于操作人員的健康。生產硼酸、硼砂等產品產生的廢渣，為灰白色、黃白色粉狀固體，呈堿性，含氧化硼和氧化鎂等組分，俗稱“硼泥”。硼泥的堆存處置不僅占用大量土地，而且會使堆場附近的土壤堿化并引起硼的遷移轉化，硼泥所排放之處，寸草不生，其堿液可溶入到地下水中，使周圍的農田減產，嚴重者可以使農作物絕產，并且對周圍的飲用水產生污染。由于硼泥顆粒較細，在失去水分以后，常常會隨風飛散，對大氣環(huán)境產生污染。硼泥對生態(tài)環(huán)境的污染、大氣環(huán)境的污染已成為一種公害。煤矸石棄置不用，占用大片土地，煤矸石中的硫化物逸出或浸出會污染大氣、農田和水體，矸石山還會自燃發(fā)生火災，或在雨季崩塌，淤塞河流造成災害。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中不足之處，提供一種硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑。硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑由硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑、具有凈化空氣功能的凹凸棒陶土粉、無機纖維噴涂棉、酸化后的硼泥粉、煤矸石粉、膨脹珍珠巖粉、海藻酸鈉和水組成。硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑的生產方法：將硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑的配料輸入犁耙式混料機中，高速攪拌為硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑。硼泥屬于不易溶性物質，具一定的黏結性，可塑性較好，新產生的硼泥內含30%左右的游離水，硼泥呈堿性，pH值為8～10。硼泥經過酸化處理后，硼泥pH值控制在5.5～7.5，可以提高硼泥的利用率，變廢為寶。具有凈化空氣功能的凹凸棒陶土粉由高粘凹凸棒石粘土、凹凸棒恒濕調理劑、天然礦物吸附過濾劑、側柏葉、硅酸鋁纖維和聚丙烯酰胺組成；具有較好的粘結性、可塑性、觸變性、耐火性和熱穩(wěn)定性；能有效的吸附空氣中甲醛、氨和苯等有害物質，保護環(huán)境和增進人們的身體健康。高粘凹凸棒石粘土是采用提高凹凸棒石粘土粘度的加工工藝生產的凹凸棒石粘土，凹凸棒石粘土經過配料攪拌均勻后，輸入磨機中進行磨粉為高粘凹凸棒石粘土粉，顆粒細度≤0.074毫米。高粘凹凸棒石粘土土質細膩，有油脂滑感，質輕、性脆，斷口呈貝殼狀或參差狀，吸水性強，濕時具粘性和可塑性，高粘凹凸棒石粘土粉的粘度≥2200mPa·s，附著力好，有利于原料之間的粘結。過氧化氫俗稱雙氧水，外觀為無色透明液體，是一種強氧化劑，本發(fā)明選用工業(yè)過氧化氫的質量分數(shù)≥35％。與硼泥粉和具有凈化空氣功能的凹凸棒陶土粉等配料混合后會生成大量的氣泡。氫氧化鎂是一種白色無定形粉末，通過受熱分解時釋放出結合水，吸收大量的潛熱，來降低它所填充的合成材料在火焰中的表面溫度，具有抑制聚合物分解和對所產生的可燃氣體進行冷卻的作用，分解生成的氧化鎂又是良好的耐火材料，也能幫助提高合成材料的抗火性能，同時它放出的水蒸氣也可作為一種抑煙劑；氫氧化鎂具有阻燃、抑煙、填充三重功能的優(yōu)秀阻燃劑。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉易溶于水，具有優(yōu)良的去污、乳化、發(fā)泡性能和抗硬水性能，是一種陰離子表面活性劑。超細聚乙烯醇粉末是一種白色、粉狀、安定、無毒的水溶性高分子聚合物,能快速溶解于常溫水中，形成穩(wěn)定膠體，水是聚乙烯醇良好的溶劑。聚乙烯醇具有良好的造膜性，形成的膜具有優(yōu)異的接著力，耐溶劑性，耐摩擦性，伸張強度與氧氣阻絕性，能夠提高泡沫的粘度，具有一定的穩(wěn)泡效果，并能提高采用硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑生產的產品整體強度。二甲基硅油表面張力小，不溶于水，化學穩(wěn)定性好，無毒，是一種消泡劑和脫膜劑，用于消除發(fā)泡過程中生成的無效氣泡，提高泡孔的閉合率，還有利于澆注泡沫材料時快速脫膜和防止塌模，用于滅火現(xiàn)場進行阻燃滅火，可以不添加二甲基硅油。無機纖維噴涂棉是利用工業(yè)廢料礦渣(高爐礦渣或銅礦渣、鋁礦渣等)為主要原料，經熔化、采用高速離心法或噴吹法等工藝制成的棉絲狀無機纖維。它具有質輕、導熱系數(shù)小、不燃燒、防蛀、價廉、耐腐蝕、化學穩(wěn)定性好和吸聲性能好等特點。煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，本發(fā)明使用煤矸石可以增加硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑氧化鋁的含量，提高網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿膜的表面強度，本發(fā)明選用粉碎后的煤矸石粉，煤矸石粉的顆粒細度≤0.074毫米。珍珠巖經焙燒膨脹而成為一種輕質、多功能新型材料。具有表觀密度輕、導熱系數(shù)低、化學穩(wěn)定性好、使用溫度范圍廣、吸濕能力小，且無毒、無味、防火、吸音等特點。本發(fā)明選用粉碎后的膨脹珍珠巖粉，膨脹珍珠巖粉的顆粒細度≤0.074毫米。海藻酸鈉為白色或淺褐色粉末，可以任意的比例溶解于水，形成流動性好的粘稠水溶液，有利于硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑快速形成凝膠體和增強其成膜的能力。本發(fā)明通過下述技術方案予以實現(xiàn)：1、硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑的配料按重量百分比由下列組分組成：硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑5～55％、無機纖維噴涂棉混合物5～35％和水20～90％。硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑的生產方法：將硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑的配料輸入犁耙式混料機中，高速攪拌為硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑，犁耙式混料機的速度控制在2400～2800轉/分鐘，攪拌時間控制在2～20分鐘。2、硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑配料按重量百分比由下列組分組成：硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑膏狀物5～75％、過氧化氫1～35％、二甲基硅油0～5％和水1～85％。硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑的生產方法：將硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑配料輸入高速攪拌機中進行攪拌，攪拌機的速度控制在1400～1800轉/分鐘，攪拌時間控制在1～30分鐘，攪拌均勻后為硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑，硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑中含有大量穩(wěn)定的密集型氣泡。硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑膏狀物配料按重量百分比由下列組分組成：酸化后的硼泥粉5～55％、具有凈化空氣功能的凹凸棒陶土粉5～45％、氫氧化鎂1～35％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉0.01～15％、超細聚乙烯醇粉末0.01～5％和水5～55％。硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑膏狀物的生產方法：將硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑膏狀物配料輸入低速攪拌機中攪拌，攪拌機的速度控制在600～800轉/分鐘，攪拌時間控制在1～20分鐘，攪拌均勻后為硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑膏狀物，硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑膏狀物中已經產生部分氣泡。硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑是采用由本發(fā)明人于2013年06月12日申請的“硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑”，中國專利授權公告號：CN103253977B，授權公告日：2014年03月26日。3、無機纖維噴涂棉混合物的配料按重量百分比由下列組分組成：無機纖維噴涂棉5～45％、酸化后的硼泥粉5～45％、煤矸石粉5～35％、膨脹珍珠巖粉2～25％和海藻酸鈉0.01～5％。無機纖維噴涂棉混合物的生產方法：將無機纖維噴涂棉混合物的配料輸入犁耙式混料機中，低速攪拌為無機纖維噴涂棉混合物，犁耙式混料機的速度控制在800～1000轉/分鐘，攪拌時間控制在2～20分鐘。4、酸化后的硼泥粉的生產方法：①稀硫酸的配制按重量百分比由下列組分組成：濃度98﹪的硫酸5～35％和水65～95％；②酸化處理的配料按重量百分比包括下列組分：硼泥55～85％，凹凸棒石粘土2～15％和稀硫酸5～35％；③將酸化處理的配料輸入攪拌機中攪拌，攪拌均勻后輸入對輥機中擠壓為硼泥片狀物，片狀物的厚度≤3毫米；④將硼泥的片狀物輸送到回轉烘干爐內進行焙燒，焙燒時間為1～3小時，焙燒溫度控制在320～550℃，焙燒后的硼泥片狀物含水量≤5％；⑤將焙燒后的硼泥片狀物輸入磨粉機中加工為酸化后的硼泥粉，酸化后的硼泥粉的顆粒細度≤0.074毫米，濃度98﹪的硫酸的百分比為重量百分比。5、具有凈化空氣功能的凹凸棒陶土粉的配料按重量百分比由下列組分組成：高粘凹凸棒石粘土35～60％、凹凸棒恒濕調理劑10～35％、天然礦物吸附過濾劑5～20％、側柏葉2～15％、硅酸鋁纖維1～5％和聚丙烯酰胺0.1～3％；具有凈化空氣功能的凹凸棒陶土粉的生產方法：⑴將具有凈化空氣功能的凹凸棒陶土粉的配料混合后輸入粉碎機中進行粉碎，粉碎后的混合物顆粒細度小于0.5毫米；⑵將粉狀混合物加入浸泡陳腐池中用水進行浸泡陳腐處理為半成品，浸泡陳腐時間控制在7～30天；⑶將半成品輸入真空擠出機中擠壓成圓柱形條狀物，圓柱形條狀物的直徑控制在2～10毫米；⑷將圓柱形條狀物輸入到水泥曬場進行晾曬，晾曬后的圓柱形條狀物含水量小于15％；⑸將晾曬后的圓柱形條狀物輸入磨機中進行磨粉為粉狀物，粉狀物的顆粒細度小于0.074毫米，含水量百分比為重量百分比。具有凈化空氣功能的凹凸棒陶土粉是采用由本發(fā)明人于2011年2月25日申請的“具有凈化空氣功能的凹凸棒陶土粉”，中國專利授權公告號為：CN102173743B，授權公告日：2012年7月25日。高粘凹凸棒石粘土是采用提高凹凸棒石粘土粘度的加工工藝生產的凹凸棒石粘土，其特征在于，從礦區(qū)開采的凹凸棒石粘土，需要經過30～120天的自然風化；改性處理方法是：以重量百分比計算，取自然風化后的凹凸棒石粘土94～98％，均勻加入2～6％碳酸鈉，共同輸入浸泡池中，加入清水進行浸泡陳化，浸泡時間為72～120小時；取浸泡后的凹凸棒石粘土，輸入攪拌機中進行攪拌，并將攪拌后的凹凸棒石粘土，經擠壓機擠成薄片，其厚度控制在0.5～2毫米，將凹凸棒石粘土薄片，進行晾曬，晾曬后的凹凸棒石粘土薄片，其含水量≤15％；配料以重量百分比計算：晾曬后的凹凸棒石粘土94～98％、高吸水樹脂0.5～5％和纖維素0.5～3％，將上述配料進行攪拌，攪拌均勻后輸入磨機中進行磨粉，顆粒細度≤0.074毫米，含水量百分比為重量百分比。上述生產工藝是采用由本發(fā)明人于2005年6月20日申請的“提高凹凸棒石粘土粘度的加工工藝”，中國專利授權公告號為：CN1317067C，授權公告日：2007年5月23日。高粘凹凸棒石粘土的檢測方法：取28.0g凹凸棒石粘土粉試樣，加入高速攪拌機的懸浮液杯中，再加入372g水，將懸浮液杯置于高速攪拌機上，在11000轉/分鐘的轉速下攪拌20分鐘，再將經過高速攪拌試樣懸浮液倒入250mL的燒杯中，使用NDJ-1型旋轉粘度計進行測試懸浮液的粘度，測試粘度值≥2200mPa·s為高粘凹凸棒石粘土。本發(fā)明選用工業(yè)過氧化氫的質量分數(shù)≥35％，采取生產現(xiàn)場加水調整工業(yè)過氧化氫的配料百分比，有利于降低運輸費用和生產成本，提高產品的發(fā)泡質量。先將無機纖維噴涂棉混合物的配料輸入犁耙式混料機中，低速攪拌為無機纖維噴涂棉混合物，有利于將無機纖維噴涂棉與酸化后的硼泥粉、煤矸石粉和海藻酸鈉均勻的開松、破碎、攪拌混合為一體。酸化后的硼泥具有較好的觸變性、熱穩(wěn)定性、可塑性、粘結性和干壓強度高的特點。硼泥經過酸化處理后，硼泥pH值控制在6.5～7.5，可以提高硼泥的利用率，不但能帶來良好的經濟效益、環(huán)境效益和社會效益，而且能實現(xiàn)變廢為寶。根據(jù)產品質量的需要，采用碳酸鈉調整酸化后的硼泥pH值，方法簡單易行。雖然硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑在阻燃滅火現(xiàn)場加水高速攪拌后，能快速釋放出大量的氣體，形成多孔狀的泡沫泥漿，可以用于阻燃滅火，但是單純使用硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑，只能適用于地面上一般性的阻燃和防滅火，而用于在煤礦里防滅火的材料有它的特殊性，要求防滅火劑具有較好的流動性、滲透性、觸變性和粘附性能，不但能在煤礦里滅火，還要有迅速隔絕燃燒煤層與空氣的接觸，阻止煤礦繼續(xù)燃燒，避免煤層復燃的功能。本發(fā)明由硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑和無機纖維噴涂棉混合物配料后組成了一種新型硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑，能快速形成一種黏稠多孔的網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿。網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿通過無機纖維噴涂機噴射到燃燒的煤層，有利于在防滅火過程中生成一種整體性的網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿膜，這種網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿膜是一種柔韌性的薄膜，可以隨著礦層的位移而改變薄膜的形狀，充填于浮煤和冒落的巖石縫隙之間，堵塞漏風通道，減少漏風。網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿膜始終覆蓋粘附在礦層的表面，迅速隔絕燃燒煤層與空氣的接觸，阻止煤礦繼續(xù)燃燒，避免煤層復燃，達到阻燃和防滅火的目的，并能減少有害氣體的污染，網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿膜覆蓋在礦層的表面不會產生大量水蒸汽，不存在水煤氣爆炸和水蒸汽傷人的危險。在防滅火的過程中，網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿膜在高溫下緩慢失水產生水蒸氣，吸收大量熱，從而能有效降低煤層內部的溫度，網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿膜能長時間保持一定的濕潤性，防止煤層復燃；當網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿膜緩慢失水后，可以往網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿膜表面噴撒霧狀水，網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿膜內高吸水樹脂和纖維素吸水繼續(xù)膨脹，恢復和增強網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿膜的防滅火效果，防滅火的效果將超過24小時以上。具有凈化空氣功能的凹凸棒陶土粉由高粘凹凸棒石粘土、速溶硅酸鈉、沸石原粉、酸化后的稻谷殼、酸化后的沸石、酸化后的凹凸棒石粘土、酸化后的膨潤土、酸化后的硅藻土、火山巖、高鋁礬土、側柏葉、硅酸鋁纖維和聚丙烯酰胺等原料組成；具有較好的粘結性、可塑性、觸變性、耐火性和熱穩(wěn)定性，能有效的吸附空氣中有害物質，保護環(huán)境和增進人們的身體健康。硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑在發(fā)泡過程中產生的氣體比凝膠泡沫泥漿輕，會有一定量的氣體游離在凝膠泡沫泥漿膜上層，不會對凝膠泡沫泥漿膜下面的煤層復燃產生負面影響，而氣體中含有的氧氣能有助于保護礦工或消防人員的身體健康。硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑是一種優(yōu)質的阻燃防滅火材料，在進行防滅火的過程中，不產生碳化層和煙氣，網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿膜內的無機纖維噴涂棉纖維與其它配料交織粘接為一體，形成具有一定強度和韌性的立體網(wǎng)絡結構，始終保持網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿膜的完整性，提高防滅火的效率。利用硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑進行防滅火，工藝簡單，所需設備少，無毒無害，不污染環(huán)境，具有較好的流動性、滲透性、觸變性和粘附性能，有利于在自燃火災及漏風嚴重的礦井現(xiàn)場應用，不但能有效的阻燃和防滅火，還有吸附凈化空氣，減少礦井內環(huán)境污染的功能，符合煤礦井下煤層防治自燃和火災的要求，及時快速有效的滅火和防止煤層復燃，確保礦井安全。硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑以硼泥為主要原料，不僅有利于提高資源利用率，變廢為寶，還能減少占用土地，保護和凈化環(huán)境，節(jié)省能源，降低生產成本，提高經濟效益。硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑適用于煤礦、其它礦井作業(yè)區(qū)和森林的防滅火。具體實施方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的描述：1、硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑的配料按重量百分比由下列組分組成：硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑30％、無機纖維噴涂棉混合物23％和水47％。硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑的生產方法：將硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑的配料輸入犁耙式混料機中，高速攪拌為硼泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑，犁耙式混料機的速度控制在2400～2800轉/分鐘，攪拌時間控制在12分鐘。2、硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑配料按重量百分比由下列組分組成：硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑膏狀物48％、過氧化氫10％、二甲基硅油0％和水42％。硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑的生產方法：將硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑配料輸入高速攪拌機中進行攪拌，攪拌機的速度控制在1400～1800轉/分鐘，攪拌時間控制在10分鐘，攪拌均勻后為硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑。硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑膏狀物配料按重量百分比由下列組分組成：酸化后的硼泥粉38％、具有凈化空氣功能的凹凸棒陶土粉16％、氫氧化鎂6％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉2％、超細聚乙烯醇粉末0.5％和水37.5％。硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑膏狀物的生產方法：將硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑膏狀物配料輸入低速攪拌機中攪拌，攪拌機的速度控制在600～800轉/分鐘，攪拌時間控制在15分鐘，攪拌均勻后為硼泥復合型阻燃發(fā)泡劑膏狀物。3、無機纖維噴涂棉混合物的配料按重量百分比由下列組分組成：無機纖維噴涂棉36％、酸化后的硼泥粉34％、煤矸石粉24％、膨脹珍珠巖粉5％和海藻酸鈉1％。無機纖維噴涂棉混合物的生產方法：將無機纖維噴涂棉混合物的配料輸入犁耙式混料機中，低速攪拌為無機纖維噴涂棉混合物，犁耙式混料機的速度控制在800～1000轉/分鐘，攪拌時間控制在12分鐘。4、酸化后的硼泥粉的生產方法：①稀硫酸的配制按重量百分比由下列組分組成：濃度98﹪的硫酸16％和水84％；②酸化處理的配料按重量百分比包括下列組分：硼泥82％，凹凸棒石粘土8％和稀硫酸10％；③將酸化處理的配料輸入攪拌機中攪拌，攪拌均勻后輸入對輥機中擠壓為硼泥片狀物，片狀物的厚度≤3毫米；④將硼泥的片狀物輸送到回轉烘干爐內進行焙燒，焙燒時間為2小時，焙燒溫度控制在350～400℃，焙燒后的硼泥片狀物含水量≤2％；⑤將焙燒后的硼泥片狀物輸入磨粉機中加工為酸化后的硼泥粉，酸化后的硼泥粉的顆粒細度≤0.074毫米。