一種預防采空區浮煤自燃的材料、制備方法和使用方法
【專利摘要】本發明公開了一種預防采空區浮煤自燃的材料、制備方法和使用方法，預防采空區浮煤自燃的材料，由凝膠粉、增稠保水劑、無機穩定劑、分散懸浮劑、絮凝劑組成，其中，所述凝膠粉為海藻酸鈉與高吸水樹脂的混合物，所述無機穩定劑為石英粉。本發明選用石英粉作為無機穩定劑，石英粉化學性質穩定，具有耐高溫、熱膨脹系數小、高度絕緣、耐腐蝕等特點，加入石英粉后不僅不會對凝膠粉的成膠造成影響反而會提高膠體的耐高溫性質。
【專利說明】
一種預防采空區浮煤自燃的材料、制備方法和使用方法
技術領域
[0001] 本發明屬于防滅火材料領域，具體涉及一種用于預防煤礦井下采空區浮煤自燃的 防滅火材料。
【背景技術】
[0002] 我國煤炭資源豐富，大小煤田遍布全國各地，煤炭也是目前我國的主要能源，在能 源結構中占據主導地位。隨著煤炭開采技術的高速發展，新建、擴建礦井增多和開采強度、 開采深度增大，礦井防滅火問題顯得尤為突出，煤層自燃火災防治形式也越來越嚴峻。按過 去的經驗只要是易自燃煤層工作面，就盲目的采取所有的現有防滅火技術措施，比如棗礦 集團某煤礦單個工作面就采取了注水、注黃泥漿、注粉煤灰漿、噴灑阻化劑、注氮、注惰性泡 沫等滅火方法，以上方法和技術雖然在抑制煤層自燃方面起到了很大的作用，但也存在一 些局限性。首先注水、注漿等方法由于材料的自身重力作用，漿液會向低處流淌不能在高處 存積，難以撲滅高處大面積火源。注氮防滅火技術較好，但在采空區密封高濃度的氮氣存在 效率低、運行成本高、技術復雜等難題。
[0003] 此外，目前公開的高分子防滅火凝膠類或高分子復混材料，由于其一般采用單一 的吸水材料或其復合材料只是單純地考慮降低材料成本，加入一些低成本的黃泥、粉煤灰 等無機材料，在使用過程中，高分子高吸水樹脂在溶水成為凝膠時吸水效果大大折扣且過 一段時間凝膠會析水最終干結失去效果。
【發明內容】
[0004] 為克服現有技術的缺陷，本發明提供一種預防采空區浮煤自燃的材料、制備方法 和使用方法，能夠全面提高采空區防滅火水平。
[0005] 為實現上述目的，本發明的技術方案為：
[0006] -種預防采空區浮煤自燃的材料，由凝膠粉、增稠保水劑、無機穩定劑、分散懸浮 劑、絮凝劑組成，其中，所述凝膠粉為海藻酸鈉與高吸水樹脂的混合物，所述無機穩定劑為 石英粉。
[0007] 本發明選用石英粉作為無機穩定劑，石英粉化學性質穩定，具有耐高溫、熱膨脹系 數小、高度絕緣、耐腐蝕等特點，加入石英粉后不僅不會對凝膠粉的成膠造成影響反而會提 高膠體的耐高溫性質。本發明加入增稠保水劑能夠使材料形成的膠體長時間保持水分。
[0008] 優選的，所述海藻酸鈉與高吸水樹脂的質量比為1:3~1: 5。
[0009] 優選的，各組分以質量份計為，凝膠粉15~85份，增稠保水劑1~5份，無機熱穩定 劑5~75份，分散懸浮劑5~15份，絮凝劑1~3份。
[0010] 優選的，所述高吸水樹脂為交聯聚丙烯酸鹽。
[0011] 進一步優選的，所述交聯聚丙烯酸鹽為交聯聚丙烯酸鈉。
[0012] 優選的，所述增稠保水劑為羧甲基纖維素鈉。加入羧甲基纖維素鈉后能夠增加膠 體的保水性，膠體能夠長時間不會丟失水分。
[0013] 優選的，所述分散懸浮劑為鈉基膨潤土。鈉基膨潤土具有較好的吸附性和分散粒 度，與海藻酸鈉和交聯聚丙烯酸鈉產生顯著的協同作用，對凝膠粉快速溶水形成均勻凝膠 起到了較好的輔助作用。
[0014] 優選的，所述絮凝劑為聚丙烯酰胺。礦井水一般含有很多懸浮雜質顆粒，這些懸浮 雜質顆粒能夠降低凝膠粉的成膠性能，而聚丙烯酰胺是一種有機高分子聚合物，同時也是 一種高分子水處理絮凝劑產品，可以吸附水中的懸浮顆粒，使凝膠粉的成膠效果不受影響。
[0015] -種上述預防采空區浮煤自燃的材料的制備方法，將凝膠粉、增稠保水劑、無機穩 定劑、分散懸浮劑、絮凝劑加入干混機中混合5~10分鐘，得到分散均勻的粉末成品，加以包 裝。
[0016] -種上述預防采空區浮煤自燃的材料的使用方法，將粉末成品按照規定的水料比 與水混合，采用灌注或噴灑的形式附在煤層表面用于煤層自燃的防治。
[0017] 優選的，所述水料比是水與粉末成品的質量比，為10:1~200:1。
[0018] 與現有技術相比，本發明的有益效果為：
[0019] 1、本發明的材料具有適用性強、可靠性高、滅火降溫效果明顯、便于現場施工、安 全環保等特點；
[0020] 2、本發明的材料能夠全面提高采空區防滅火水平，提高防滅火技術的可靠性、針 對性、有效性；
[0021] 3、本發明的材料具有巨大的經濟效益和社會效益。
【具體實施方式】
[0022]下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
[0023] 實施例1
[0024] 預防采空區浮煤自燃的材料，由海藻酸鈉與交聯聚丙烯酸鈉(海藻酸鈉與交聯聚 丙烯酸鈉的質量比為1:4)的混合物10份，羧甲基纖維素鈉2份，石英粉75份，鈉基膨潤土 10 份，聚丙烯酰胺3份組成，將上述原料加入至干混機中混合5分鐘，得到分散均的粉末成品。
[0025] 其使用方法是，將粉末成品按照水料比15:1與水混合，采用灌注的形式附在煤層 表面用于煤層自燃的防治。
[0026] 實施例2
[0027] 預防采空區浮煤自燃的材料，由海藻酸鈉與交聯聚丙烯酸鈉(海藻酸鈉與交聯聚 丙烯酸鈉的質量比為1:4)的混合物35份，羧甲基纖維素鈉4份，石英粉50份，鈉基膨潤土 9 份，聚丙烯酰胺2份組成，將上述原料加入至干混機中混合5分鐘，得到分散均的粉末成品。
[0028] 其使用方法是，將粉末成品按照水料比45:1與水混合，采用噴灑的形式附在煤層 表面用于煤層自燃的防治。
[0029] 實施例3
[0030] 預防采空區浮煤自燃的材料，由海藻酸鈉與交聯聚丙烯酸鈉(海藻酸鈉與交聯聚 丙烯酸鈉的質量比為1:4)的混合物50份，羧甲基纖維素鈉2份，石英粉40份，鈉基膨潤土 5 份，聚丙烯酰胺3份組成，將上述原料加入至干混機中混合8分鐘，得到分散均的粉末成品。
[0031] 其使用方法是，將粉末成品按照水料比80:1與水混合，采用噴灑的形式附在煤層 表面用于煤層自燃的防治。
[0032] 實施例4
[0033] 預防采空區浮煤自燃的材料，由海藻酸鈉與交聯聚丙烯酸鈉(海藻酸鈉與交聯聚 丙烯酸鈉的質量比為1:4)的混合物70份，羧甲基纖維素鈉4份，石英粉15份，鈉基膨潤土 8 份，聚丙烯酰胺3份組成，將上述原料加入至干混機中混合10分鐘，得到分散均的粉末成品。
[0034] 其使用方法是，將粉末成品按照水料比120:1與水混合，采用噴灑的形式附在煤層 表面用于煤層自燃的防治。
[0035] 實施例5
[0036] 預防采空區浮煤自燃的材料，由海藻酸鈉與交聯聚丙烯酸鈉(海藻酸鈉與交聯聚 丙烯酸鈉的質量比為1:4)的混合物80份，羧甲基纖維素鈉5份，石英粉5份，鈉基膨潤土 7份， 聚丙烯酰胺3份組成，將上述原料加入至干混機中混合10分鐘，得到分散均的粉末成品。 [0037]其使用方法是，將粉末成品按照的水料比200:1與水混合，采用噴灑的形式附在煤 層表面用于煤層自燃的防治。
[0038] 實施例1~5制備的預防采空區浮煤自燃的材料在使用過程中能夠在1~3分鐘內 形成均勻無結團的凝膠材料，保水、滅火、降溫效果明顯，便于施工，安全環保。其性能特點 如表1所示：
[0039] 表1材料性能指標
[0041]上述實施例雖然對本發明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對發明保護范圍的 限制，所屬領域技術人員應該明白，在發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付 出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種預防采空區浮煤自燃的材料，其特征是，由凝膠粉、增稠保水劑、無機穩定劑、分 散懸浮劑、絮凝劑組成，其中，所述凝膠粉為海藻酸鈉與高吸水樹脂的混合物，所述無機穩 定劑為石英粉。2. 如權利要求1所述的一種預防采空區浮煤自燃的材料，其特征是，所述海藻酸鈉與高 吸水樹脂的質量比為1:3~1:5。3. 如權利要求1所述的一種預防采空區浮煤自燃的材料，其特征是，各組分以質量份計 為，凝膠粉15~85份，增稠保水劑1~5份，無機熱穩定劑5~75份，分散懸浮劑5~10份，絮凝 劑1~3份 。4. 如權利要求1所述的一種預防采空區浮煤自燃的材料，其特征是，所述高吸水樹脂為 交聯聚丙烯酸鹽。5. 如權利要求4所述的一種預防采空區浮煤自燃的材料，其特征是，所述交聯聚丙烯酸 鹽為交聯聚丙烯酸鈉。6. 如權利要求1所述的一種預防采空區浮煤自燃的材料，其特征是，所述增稠保水劑為 羧甲基纖維素鈉。7. 如權利要求1所述的一種預防采空區浮煤自燃的材料，其特征是，所述分散懸浮劑為 鈉基膨潤土。8. 如權利要求1所述的一種預防采空區浮煤自燃的材料，其特征是，所述絮凝劑為聚丙 烯酰胺。9. 一種如權利要求1-8任一所述的預防采空區浮煤自燃的材料的制備方法，其特征是， 將凝膠粉、增稠保水劑、無機穩定劑、分散懸浮劑、絮凝劑加入干混機中混合5~10分鐘，得 到分散均勻的粉末成品，加以包裝。10. -種如權利要求1-8任一所述的預防采空區浮煤自燃的材料的使用方法，將粉末成 品按照規定的水料比與水混合，采用灌注或噴灑的形式附在煤層表面用于煤層自燃的防 治。
【文檔編號】C09D7/12GK106046641SQ201610345132
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】王國軍, 張國玉, 安伯超, 侯秀貞, 王清華, 張霞, 李小光, 李蒙蒙, 王傳琪, 劉祥利, 呂學強
【申請人】山東安實綠色開采技術發展有限公司