專利名稱：一種防火抑爆粉煤灰二氧化碳材料的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種防火抑爆材料的制備方法，尤其是一種適用于采空區煤炭自燃及
火災誘發瓦斯爆炸的防火抑爆粉煤灰二氧化碳材料的制備方法。
背景技術：
煤炭自燃是我國礦井主要自然災害之一。在我國國有重點煤礦中，煤炭自燃火災引起的火災約占礦井火災總數的90%，我國的新疆、寧夏、內蒙等省還存在著大面積的煤田火災，每年燒損煤量1000 1360萬噸，經濟損失超過200億元，此外煤炭自燃還產生大量的S02、C0、(A氣體，嚴重污染環境，造成人員傷亡。為了防治煤炭自燃，國內外廣泛采用注水、灌漿、噴灑阻化劑、注惰性氣體等技術。近年來，又較廣泛地采用了凝膠、膠體泥漿、阻化汽霧、泡沫樹脂等防滅火技術。這些技術對保證礦井安全生產起了重要作用，但是都存在一定局限性，如灌漿，漿體不能均勻覆蓋煤體；注惰性氣體，氣體不易滯留在注入的區域內；注凝膠，泡沫樹脂成本高等。而且單一防滅火方法尚難有效地控制礦井火災，尤其是不能有效抑制采空區瓦斯爆炸。這不僅給國家煤炭資源造成大量浪費，而且給礦井開采和安全生產帶來巨大的危害和經濟損失。針對原有灌漿存在的問題，采取措施，對采空區進行粉煤灰二氧化碳泡沫灌漿，起到抑制采空區瓦斯爆炸和煤炭自燃的雙重作用。由于粉煤灰漿液流動性很大，漿液沿著煤體縫隙流動，粉煤灰沉積，封堵煤體縫隙。從而起到預防煤炭自燃的目的，但單純粉煤灰灌漿預防作用單一。如果注入二氧化碳粉煤灰泡沫漿液，將能起到阻止空氣進入、惰化密閉空間，防止自燃和抑制采空區瓦斯爆炸的多重作用。
發明內容
本發明的目的是針對已有技術存在的問題，提供一個用于采空區防火抑爆的粉煤灰二氧化碳材料制備方法。 本發明采空區防火抑爆粉煤灰二氧化碳材料制備方法 水70 % 80 % ，粉煤灰20 % 30 % ，按質量百分比混合制成粉煤灰漿液； 水94% 98 % ，工業碳酸氫鈉2 % 6 % ，按質量百分比混合制成工業碳酸氫鈉溶
液； 水77 % 92 % ，工業硫酸鋁5 % 15 % ，聚乙烯醇3 % 8 % ，按質量百分比混合制成工業硫酸鋁與聚乙烯醇的混合溶液； 將配制成不同質量百分比的粉煤灰漿液、工業碳酸氫鈉溶液、工業硫酸鋁與聚乙
烯醇混合溶液的三種溶液按i:i:i混合即可使用。 有益效果采用由三種不同質量百分比的漿液或溶液混合后可直接注入采空區，三種不同的漿液或溶液相互反應產生大量二氧化碳，形成大量的泡沫。固相上粉煤灰覆蓋煤體，阻塞漏風通道，起到防止煤炭自燃的目的；液相上水可以降低煤體溫度，降低煤炭自燃的發火概率。所形成的泡沫粉煤灰防滅火效果好，氣相上釋放二氧化碳，可降低采空區氧氣濃度和瓦斯濃度，惰化采空區，抑制煤炭自燃和瓦斯爆炸；粉煤灰二氧化碳泡沫灌漿系統可以在地面上安裝使用，省去了往井下搬料的工時，操作方便，使用效果好。
附圖是本發明粉煤灰二氧化碳泡沫配制示意圖。 圖中1-工業碳酸氫鈉溶液箱，2-工業硫酸鋁及聚乙烯醇混合溶液箱，3、4、5-閥門，6-注漿池，7-混合器，8-注漿管。
具體實施例方式
實施例一、首先按質量百分比分別配制出粉煤灰漿液、工業碳酸氫鈉溶液、工業硫
酸鋁與聚乙烯醇混合溶液，然后將三種不同質量百分比的漿液或溶液按i : i : i的質量百分比混合即得到可直接使用的防火抑爆粉煤灰二氧化碳材料。具體步驟如下 1、在室溫條件(約25°C )下，利用煤礦現地防滅火注漿池6，加入水70%、粉煤灰30%，按質量百分比充分攪拌均勻制備成粉煤灰漿液； 2、在工業碳酸氫鈉溶液箱1內注入水94 % 、工業碳酸氫鈉6 % ，按質量百分比充分攪拌使其溶解，制備成工業碳酸氫鈉溶液； 3、在工業硫酸鋁與聚乙烯醇的混合溶液箱2內注入水77%、工業硫酸鋁15%、聚乙烯醇8%，按質量百分比充分攪拌使其溶解，制備成工業硫酸鋁與聚乙烯醇的混合溶液；
4、將注漿池6、工業碳酸氫鈉溶液箱1、工業硫酸鋁與聚乙烯醇的混合溶液箱2分別通過管路連接到設在施工現場的混合器7上，三種漿液或溶液的制備和混合可在地面進行，也可直接在需要注漿的工作面內進行； 5、通過分設在三種漿液或溶液連通管上的控制閥3、4、5分別控制進入混合器7的流量，三種不同質量百分比的漿液或溶液按l:1:l的比例進行混合。
需要注漿時，先打開粉煤灰漿液注漿池6的控制閥5，然后打開工業碳酸氫鈉溶液箱1的控制閥3，再打開工業硫酸鋁與聚乙烯醇混合溶液箱2的控制閥4，使三種不同質量百分比的粉煤灰漿液、工業碳酸氫鈉溶液、工業硫酸鋁與聚乙烯醇混合溶液，在混合器7內
按i : i : l混合后，相互反應產生大量的二氧化碳，形成大量的泡沫，最后通過注漿管8
將粉煤灰二氧化碳材料噴灑覆蓋的煤體上，起到防火抑爆的作用。 實施例二、 粉煤灰漿液的質量百分比中水75%，粉煤灰25% ;工業碳酸氫鈉溶液質量百分比中水96%，工業碳酸氫鈉4%;工業硫酸鋁及聚乙烯醇混合溶液質量百分比中水85%，
工業硫酸鋁10%，聚乙烯醇5%。其它與實施例一相同，略。
實施例三、 粉煤灰漿液質量百分比中水80%，粉煤灰20% ;工業碳酸氫鈉溶液質量百分比中水98%，工業碳酸氫鈉2%;工業硫酸鋁及聚乙烯醇混合溶液質量百分比中水92%，工
業硫酸鋁5% ，聚乙烯醇3% 。其它與實施例一相同，略。
權利要求
一種采空區防火抑爆粉煤灰二氧化碳材料的制備方法，其特征在于水70％～80％，粉煤灰20％～30％，按質量百分比混合制成粉煤灰漿液；水94％～98％，工業碳酸氫鈉2％～6％，按質量百分比混合制成工業碳酸氫鈉溶液；水77％～92％，工業硫酸鋁5％～15％，聚乙烯醇3％～8％，按質量百分比混合制成工業硫酸鋁與聚乙烯醇的混合溶液；將配制成不同質量百分比的粉煤灰漿液、工業碳酸氫鈉溶液、工業硫酸鋁與聚乙烯醇混合溶液的三種溶液按1∶1∶1混合即可使用。
全文摘要
一種防火抑爆粉煤灰二氧化碳材料的制備方法，水70％～80％，粉煤灰20％～30％，按質量百分比混合制成粉煤灰漿液；水94％～98％，工業碳酸氫鈉2％～6％，按質量百分比混合制成工業碳酸氫鈉溶液；水77％～92％，工業硫酸鋁5％～15％，聚乙烯醇3％～8％，按質量百分比混合制成工業硫酸鋁與聚乙烯醇的混合溶液；將制成的粉煤灰漿液、工業碳酸氫鈉溶液、工業硫酸鋁與聚乙烯醇混合溶液的三種溶液按1∶1∶1混合，使其相互反應產生大量二氧化碳，形成大量的泡沫。該泡沫粉煤灰防滅火效果好，氣相上釋放二氧化碳，降低采空區氧氣濃度和瓦斯濃度，惰化采空區，抑制煤炭自燃和瓦斯爆炸；固相上粉煤灰覆蓋煤體，阻塞漏風通道，起到防止煤炭自燃的目的；液相上水能降低煤體溫度，降低煤炭自燃的發火概率。
文檔編號C09K21/14GK101787289SQ20101001716
公開日2010年7月28日 申請日期2010年1月7日 優先權日2010年1月7日
發明者朱傳杰, 李增華, 林柏泉, 江丙友, 王力, 赫永恒 申請人:中國礦業大學