一种煤矿井下防灭火剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种煤矿井下防灭火剂及其制备方法，原料包括重量份的：羧甲基纤维素0.1‑10份、减水剂0.1‑15份、水滑石2‑20份、碳酸钾0‑20份和粉煤灰60‑200份。制备步骤如下：(1)将配方用量羧甲基纤维素、减水剂、水滑石和碳酸钾，搅拌均匀，得到混合物A；(2)将配方用量的粉煤灰，加入水灰质量比为3：1‑10：1的水中，搅拌得到混合物B，将步骤(1)所得的粉状混合物A加入到混合物B中，搅拌均匀，得到浆料，即为煤矿井下防灭火剂。本发明专利技术制得的防灭火剂绿色环保、抗阻燃性能优异、灭火时能使可燃物表面温度迅速降低、灭火时间短、灭火距离长。

A fire extinguishing agent for underground coal mine and its preparation method

The invention discloses an underground fire extinguishing agent for coal mines and a preparation method thereof. The raw materials include 0.1 10 parts of carboxymethyl cellulose, 0.1 15 parts of water reducing agent, 2 20 parts of hydrotalcite, 0 20 parts of potassium carbonate and 60 200 parts of fly ash by weight. The preparation steps are as follows: (1) mixing the formula amount of carboxymethyl cellulose, water reducing agent, hydrotalcite and potassium carbonate evenly to get mixture A; (2) mixing fly ash with water-cement mass ratio of 3:1 to 10:1 to get mixture B, and adding powder mixture A to mixture B in step (1) mixing evenly to get slurry, that is, underground coal mine. Fire extinguishing agent. The fire extinguishing agent prepared by the invention has the advantages of environmental protection, excellent flame retardant performance, rapid reduction of surface temperature of combustible materials, short fire extinguishing time and long fire extinguishing distance.

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下防灭火剂及其制备方法
本专利技术涉及灭火剂
，具体涉及一种煤矿井下防灭火剂及其制备方法。
技术介绍
煤矿火灾是影响煤矿安全生产的重要灾难之一，其中煤炭自然发火是煤矿火灾的主要诱因，我国煤层自然火灾十分严重，据统计有72.86％的煤矿存在煤自燃现象。大量矿井的煤自燃火灾现场观测结果表明，火区封闭以后，由于无法有效的消除漏风通道，在内外压差的作用下，风流会由巷道壁裂隙进入采空区，为采空区提供新鲜风流，导致采空区遗煤始终处于氧化升温带内，无法有效的使得媒体处于绝氧状态，因此，煤矿火灾现象特别需要人们的注意。为防治煤炭自燃，国内外广泛采用灌浆、注胶体、喷洒阻化剂等措施，这些材料生产成本高，对环境危害大。防灭火技术关系到人身及财产安全，为预防和控制火灾的不利形势，仍需要不断地完善和提高防灭火技术。其中，不断研发满足要求的防灭火材料是防灭火技术进步的关键。一般来说，燃烧的三要素是可燃物、氧气和着火点，三者缺一不可。想要熄灭火焰，必须至少去除三要素中的一个，即除去可燃物，隔绝空气或者冷却温度。目前，国内煤矿或者其他场所灭火主要是用氢氧化铝泡沫灭火剂和氯化钠干粉灭火剂等传统化学灭火剂，也有少量动植物蛋白灭火液。但是，传统化学灭火剂灭火时会对环境产生污染，同时对相关器材或物品产生腐蚀作用，动物蛋白灭火液是用动物毛发、蹄、角等用HCl水解得到，不仅成本高，水解时对环境污染严重，而且在灭火过程中会产生大量毛发烧焦味和难闻的臭味，而植物蛋白灭火液要经过提取、水解、浓缩后方可得到，制备工艺比较复杂。目前，在煤矿中还有一些大量使用惰性气体防灭火方式，国内外常用的惰性气体防灭火剂有氮气和二氧化碳。通过CO2发生器(组)将两种化学原料发生反应产生的CO2，经管路向井下采空区域或掘进工作面灌注，用CO2充实密闭着火区，起到吸热、降温、窒息、灭火的效果。该方案的优点是使用过程中不用电，产气浓度高，产气温度低，有利于吸热降温，不产生二次污染。如果将二氧化碳气体转化为二氧化碳泡沫，泡沫覆盖在燃烧物品上，使燃着的物质与空气隔离，并降低温度，灭火效果会更好。目前灭火最多的是采用较为传统的干粉灭火剂或泡沫灭火剂等，以及少量的动植物蛋白灭火液。在灭火过程中，传统化学灭火剂在灭火时容易污染环境，并且对物品存在腐蚀性。动植物蛋白灭火液的制备需要经过酸类物质水解，水解时存在环境污染的风险，并且灭火时会产生难闻的味道，其制备工艺较为复杂且成本较高。中国专利申请03118972.5公开了一种利用活性污泥蛋白质制备蛋白泡沫灭火剂，在制备过程中需要采用盐酸或硫酸调节pH值，而且温度需要保持在110～125℃，制备工艺较为复杂，灭火过程中存在腐蚀物品的风险，其没有关注到灭火时间和灭火温度。中国专利申请专利201010617828.3公开了一种矿用防灭火剂组合物及其制备和使用方法，其配方较为复杂，采用的有机粘合剂丙烯酰胺具有毒性，而且在水中易团聚且成本高，采用石灰在水中形成氢氧化钙容易堵塞管道，不利于管道输送，同时其也没有对灭火时间和灭火距离进行关注。中国专利申请201410653316.0公开了一种ABC干粉灭火剂，采用醋酸铜、锰化合物和有机物三聚氰胺等作为制备原料，容易形成重金属和有机物污染，并且配方较为复杂，同时其没有关注到灭火距离长短的问题。基于上述现实问题，本领域技术人员急需提供一种煤矿井下防灭火剂及其制备方法，以致于达到制得的防灭火剂配方简单、绿色环保、抗阻燃性能优异、成本经济低廉的技术效果，并且以期达到制备过程操作工艺简便，可以有效起到抗阻燃效果，同时以致于提供的煤矿井下防灭火剂灭火时能使可燃物表面温度迅速降低，并且灭火时间短、灭火距离长。本专利技术由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，通过提供一种煤矿井下防灭火剂及其制备方法，达到制得的防灭火剂绿色环保、抗阻燃性能优异、成本经济低廉、制备时配方简单的目的，本专利技术的另一个目的在于达到提供的煤矿井下防灭火剂灭火时释放烟雾量小，而且阻燃时能使可燃物表面温度迅速降低、灭火时间短、灭火距离长的目的。为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种煤矿井下防灭火剂，所述的煤矿井下防灭火剂包括按重量份计的：羧甲基纤维素0.1-10份、减水剂0.1-15份、水滑石2-20份和粉煤灰60-200份。进一步地，还包括按重量份计的碳酸钾0-20份。优选地，所述的煤矿井下防灭火剂的制备原料包括重量份的：羧甲基纤维素0.4-0.8份、减水剂0.4-0.8份、水滑石4-6份、碳酸钾3-5份和粉煤灰85-95份。进一步地，所述的减水剂选自萘系减水剂或聚羧酸系减水剂。优选地，所述的减水剂选自萘系减水剂。进一步地，所述的水滑石选自钙铝水滑石或镁铝水滑石。进一步地，所述的羧甲基纤维素和减水剂的重量比为1：1。上述煤矿井下防灭火剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将配方用量羧甲基纤维素、减水剂、水滑石和碳酸钾，搅拌均匀，得到混合物A；(2)将配方用量的粉煤灰，加入水灰质量比为3：1-10：1的水中，搅拌得到混合物B，将步骤(1)所得的粉状混合物A加入到混合物B中，搅拌均匀，得到浆料，即为煤矿井下防灭火剂。进一步地，所述的步骤(2)中将步骤(1)所得的粉状混合物A加入到混合物B中，搅拌均匀时的搅拌时间为15-25min。进一步地，所述的步骤(2)中的水灰质量比为5:1-7:1。本专利技术中，以粉煤灰作为主体阻燃材料，其具有的保水性、化学惰性能有效起到阻燃效果；以无毒无味的羧甲基纤维素作为悬浮剂，防止了灭火材料泌水，并且有利于灭火剂的管道输送；以水滑石作为阻燃改性材料，其高温分解能进一步提高材料的阻燃效果；添加碳酸钾不仅有利于灭火效果，而且有利于调节灭火剂的气候适应性，从而满足不同环境条件下使用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的煤矿井下防灭火剂制备过程中的配方简单、使用的原料无毒无害、速凝、绿色环保、操作工艺简单，抗阻燃性能优异、成本经济低廉，利用固体废弃物粉煤灰作为阻燃的主体材料实现变废为宝，提高了灭火材料的性能,本专利技术制备的煤矿井下防灭火剂，在某大型煤矿于冬季-8℃环境下进行管道注浆时，该防灭火剂不堵塞管道，抗冻效果明显。本专利技术制得的煤矿井下防灭火剂能适应环境气候的变化，能在气相燃烧区阻断自由基的活性，在燃烧区能形成隔热和隔气的焦化层，从而有效起到抗阻燃效果，并且灭火施工操作简单易行。本专利技术的煤矿井下防灭火剂灭火时释放烟雾量小，而且阻燃时能使可燃物表面温度迅速降低、灭火时间短、灭火距离长。具体实施方案下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步具体说明。实施例1所述的煤矿井下防灭火剂的制备原料包括重量份的：羧甲基纤维素0.5份、萘系减水剂0.5份、镁铝水滑石5份、碳酸钾4份和粉煤灰90份。(1)将配方用量羧甲基纤维素、减水剂、水滑石和碳酸钾，搅拌均匀，搅拌时间为20min，得到混合物A；(2)将配方用量的粉煤灰，加入水灰质量比为6：1的水溶液中，搅拌得到混合物B，将步骤(1)所得的粉状混合物A加入到混合物B中，搅拌均匀，搅拌18min，得到浆料，即为煤矿井下防灭火剂。实施例2与实施例1的区别在于：所述的煤矿井下防灭火剂的制备原料包括重量份的：羧甲基纤维素0.4份、萘系减水剂0.4份、镁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿井下防灭火剂，其特征在于：所述的煤矿井下防灭火剂包括按重量份计的：羧甲基纤维素0.1‑10份、减水剂0.1‑15份、水滑石2‑20份和粉煤灰60‑200份。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下防灭火剂，其特征在于：所述的煤矿井下防灭火剂包括按重量份计的：羧甲基纤维素0.1-10份、减水剂0.1-15份、水滑石2-20份和粉煤灰60-200份。2.根据权利要求1所述的煤矿井下防灭火剂，其特征在于：还包括按重量份计的碳酸钾0-20份。3.根据权利要求1-2所述的煤矿井下防灭火剂，其特征在于：所述的煤矿井下防灭火剂的制备原料包括重量份的：羧甲基纤维素0.4-0.8份、减水剂0.4-0.8份、水滑石4-6份、碳酸钾3-5份和粉煤灰85-95份。4.根据权利要求1所述的煤矿井下防灭火剂，其特征在于：所述的减水剂选自萘系减水剂或聚羧酸系减水剂。5.根据权利要求4所述的煤矿井下防灭火剂，其特征在于：所述的减水剂选自萘系减水剂。6.根据权利要求1所述的煤矿井下防灭火剂，其特征在于：所述的水滑石选自钙铝水滑石或...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢发之，李海斌，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34