一种井下留存二氧化碳的防灭火材料制造技术

本发明专利技术公开了一种井下留存二氧化碳的防灭火材料，其中A组分占配成水溶液后的比例为7％‑25％，B组分占配成水溶液后的比例为5％‑8％。A组分的主要作用为吸收二氧化碳，主要由醇胺类组成，其中醇胺类吸收剂占配成水溶液后的比例为7％‑25％。B组分主要由水玻璃及表面活性剂组成，其中水玻璃占配成水溶液后的比例为4.5％‑7.5％，表面活性剂占配成水溶液后的比例为0.5％。本发明专利技术的有益效果是该材料不仅能够留存二氧化碳从而起到防止煤炭自燃的作用，而且有效降低了排放到大气中的二氧化碳的量，减轻了温室气体的排放，对环境有益。

A Fire-fighting Material for Carbon Dioxide Retained in Underground Mine

The invention discloses a fire extinguishing material for retaining carbon dioxide underground, in which the proportion of component A to water solution is 7%-25% and that of component B to water solution is 5%-8%. The main function of component A is to absorb carbon dioxide, which is mainly composed of alcoholic amines. Among them, the proportion of alcoholic amines is 7%-25% after compounding into aqueous solution. Component B is mainly composed of sodium silicate and surfactant. Among them, the proportion of sodium silicate to water solution is 4.5%-7.5%, and that of surfactant to water solution is 0.5%. The beneficial effect of the present invention is that the material can not only retain carbon dioxide to prevent coal spontaneous combustion, but also effectively reduce the amount of carbon dioxide discharged into the atmosphere, reduce greenhouse gas emissions and be beneficial to the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种井下留存二氧化碳的防灭火材料
本专利技术属于煤矿安全生产
，涉及一种井下留存二氧化碳的防灭火材料及其使用方法。
技术介绍
煤自燃火灾作为全球灾难之一，它不仅对煤炭资源、生产设备和大气环境造成严重的破坏，甚至会造成人员伤亡重大事故。目前针对煤自燃火灾的防治技术主要有注氮、注黄泥浆、注二氧化碳等技术，其中，注黄泥浆主要是黄泥浆中含水，可以起到降温作用和在煤的表面形成一层保护层，起到隔绝氧气的作用；注氮和注二氧化碳主要起到降低氧浓度的作用，但是由于氮气比空气轻，因此非常容易随风飘走，而二氧化碳比空气比重大，且能够快速大量的注入高温区域，因此注入二氧化碳降低氧浓度的方法在火区或者高温区域治理上表现出很大的优势。但是由于二氧化碳也是气体，也容易随着矿井风流消逝，因此很难长时间对需要防护的区域起到防护作用，因此如何将二氧化碳固定在需要防护的区域，并且在煤体表面形成一层防护膜，起到隔绝氧气和防止二氧化碳逃逸的作用。同时将二氧化碳留存在矿井底下，不仅起到减少二氧化碳排放的目的，而且同时具有防止煤炭自燃的作用，将非常有意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种井下留存二氧化碳的防灭火材料，本专利技术的有益效果是能够吸收并且留存二氧化碳，并与二氧化碳反应在遗煤的表面生成一层膜或者堵塞煤中孔隙，起到隔绝氧气和防止二氧化碳逃逸的作用，该材料不仅能够留存二氧化碳从而起到防止煤炭自燃的作用，而且有效降低了排放到大气中的二氧化碳的量，减轻了温室气体的排放，对环境有益。本专利技术所采用的技术方案是防灭火材料主要由A、B两种组分组成。其中A组分占配成水溶液后的比例为7％-25％，B组分占配成水溶液后的比例为5％-8％。进一步，A组分的主要作用为吸收二氧化碳，主要由醇胺类组成，其中醇胺类吸收剂占配成水溶液后的比例为7％-25％。进一步，B组分主要由水玻璃及表面活性剂组成，其中水玻璃占配成水溶液后的比例为4.5％-7.5％，表面活性剂占配成水溶液后的比例为0.5％。进一步，醇胺类主要为N-甲基二乙醇胺(MDEA)和一乙醇胺(MEA)的组合，也可以是其他醇胺类。其中MEA占配成水溶液后的比例为1％-3％，MDEA占配成水溶液后的比例为6％-22％。进一步，表面活性剂主要是十二烷基苯磺酸钠或者十二烷基硫酸钠，也可以是其他表面活性剂，占配成水溶液后的比例为0.5％。进一步，水玻璃模数为2.4-3.5之间，占配成水溶液后的比例为4.5％-7.5％。进一步，一种留存二氧化碳的防灭火配成水溶液后的使用方法，其特征在于，依次包括以下步骤：步骤一、将材料运输至井下，然后将A、B两种组分溶于水中，形成溶液；步骤二、将溶液通过采煤注水或者随采随洒的方式进入遗煤煤体表面和孔隙内；步骤三、随着采煤工作面的推进，通过预埋的管路或者临时的管路向采空区内注入二氧化碳；步骤四、预先注入的溶液中的A组分吸收并储存二氧化碳，溶液中的B组分与二氧化碳在煤的表面反应生成膜，或者在微小孔隙内反应堵塞孔隙。附图说明图1为井下灭火系统示意图；图2为井下灭火系统平面布置示意图；图3固化二氧化碳防灭火材料喷入煤体表面和内孔的放大示意图；图4为本专利技术的防灭火材料与二氧化碳反应后的示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。实施例1本实施例提供一种井下留存二氧化碳的防灭火材料及其使用方法，留存二氧化碳的防灭火材料主要由A、B两种组分组成。其中A组分占配成水溶液后的比例为7％-25％，B组分占配成水溶液后的比例为5％-8％。本实施的留存二氧化碳的防灭火材料，通过图1至4所示系统其使用过程如下：将运至井下的三种材料分别按重量比，取1份MEA和6份MDEA吸收剂放入搅拌桶1中，然后按重量比取4.5份硅酸钠、0.5份表面活性剂分别加入搅拌桶1中，最后取88份水加入搅拌桶中并进行搅拌2分钟，配成防灭火材料溶液2。利用软管3将溶液输送至喷洒泵4中，利用喷洒器5将溶液喷入遗煤煤体表面6上和遗煤内孔7内，随着工作面的推进，含有二氧化碳留存材料的遗煤遗落在采空区8内，然后通过预埋注二氧化碳管9(或者临时管路)向采空区8内注入大量二氧化碳10，然后附着在遗煤煤体表面6上和遗煤内孔7内的溶液2吸收注入的过量二氧化碳10，并随后二氧化碳10与遗煤煤体表面6上的溶液2反应生成膜覆盖煤体表面，或者在遗煤内孔7内反应生成固体膜堵塞孔，从而隔绝氧气，起到防治煤自燃和吸收留存二氧化碳减少温室气体排放的双重目的。其整体的作用机理可以通过以下四个化学方程式表达：(1)组分中的醇胺类在低温条件下吸收二氧化碳，从而完成二氧化碳的留存，而在较高温度条件下，则发生逆方向反应，生成二氧化碳，从而起到灭火的作用。(2)CO2+H2O+Na2SiO3＝Na2CO3+H2SiO3(沉淀成膜)组分中的硅酸钠可以直接与二氧化碳反应，但是反应速率较慢，反应产生硅酸，然后硅酸交联生成膜，从而起到密闭作用。实施例2本实施的留存二氧化碳的防灭火材料，其使用过程如下：将运至井下的三种材料分别按重量比，取1.5份MEA和12份MDEA吸收剂放入搅拌桶1中，然后按重量比取5份硅酸钠、0.5份表面活性剂分别加入搅拌桶1中，最后取81份水加入搅拌桶中并进行搅拌2分钟，配成防灭火材料溶液2。利用软管3将溶液2输送至喷洒泵4中，利用喷洒器5喷入遗煤煤体表面6上和遗煤内孔7内，随着工作面的推进，含有二氧化碳留存材料的遗煤遗落在采空区8内，然后通过预埋注二氧化碳管9(或者临时管路)向采空区8内注入大量二氧化碳10，然后附着在遗煤煤体表面6上和遗煤内孔7内的溶液2吸收注入的过量二氧化碳10，并随后二氧化碳10与遗煤煤体表面6上的溶液2反应生成膜覆盖煤体表面，或者在遗煤内孔7内反应生成固体膜堵塞孔，从而隔绝氧气，起到防治煤自燃和吸收留存二氧化碳减少温室气体排放的双重目的。实施例3本实施的留存二氧化碳的防灭火材料，其使用过程如下：将运至井下的三种材料分别按重量比，取3份MEA和22份MDEA吸收剂放入搅拌桶1中，然后按重量比取7.5份硅酸钠、0.5份表面活性剂分别加入搅拌桶1中，最后取67份水加入搅拌桶中并进行搅拌2分钟，配成防灭火材料溶液2。利用软管3将溶液输送至喷洒泵4中，利用喷洒器5喷入遗煤煤体表面6上和遗煤内孔7内，随着工作面的推进，含有二氧化碳留存材料的遗煤遗落在采空区8内，然后通过预埋注二氧化碳管9(或者临时管路)向采空区8内注入大量二氧化碳10，然后附着在遗煤煤体表面6上和遗煤内孔7内的溶液2吸收注入的过量二氧化碳10，并随后二氧化碳10与遗煤煤体表面6上的溶液2反应生成膜覆盖煤体表面，或者在遗煤内孔7内反应生成固体膜堵塞孔，从而隔绝氧气，起到防治煤自燃和吸收留存二氧化碳减少温室气体排放的双重目的。本专利技术材料的优点还在于：(1)本专利技术提供的固化二氧化碳的防灭火材料可以吸收工作面附近现有的二氧化碳，从而起到净化采煤工作环境质量的作用；(2)本专利技术提供的固化二氧化碳的防灭火材料不仅能够吸收留存二氧化碳，而且可以通过与二氧化碳反应在煤体表面生成膜和在煤孔隙内反应堵塞孔隙，从而阻止二氧化碳的逃逸和氧气的进入，将二氧化碳留存在矿井底下，不仅起到防止煤炭自燃的作用，而且同时具有减少温室气体排放的作用。以上所述仅是对本专利技术的较佳实施方式而已，并非对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下留存二氧化碳的防灭火材料，其特征在于：由A、B两种组分组成，其中A组分占配成水溶液后的比例为7％‑25％，B组分占配成水溶液后的比例为5％‑8％。

【技术特征摘要】
1.一种井下留存二氧化碳的防灭火材料，其特征在于：由A、B两种组分组成，其中A组分占配成水溶液后的比例为7％-25％，B组分占配成水溶液后的比例为5％-8％。2.根据权利要求1所述一种井下留存二氧化碳的防灭火材料，其特征在于：所述A组分作用为吸收二氧化碳，由醇胺类组成，其中醇胺类吸收剂占配成水溶液后的比例为7％-25％。3.根据权利要求1所述一种井下留存二氧化碳的防灭火材料，其特征在于：所述B组分由水玻璃及表面活性剂组成，其中水玻璃占配成水溶液后的比例为4.5％-7.5％，表面活性剂占配成水溶液后的比例为0.5％。4.根据权利要求2所述一种井下留存二氧化碳的防灭火材料，其特征在于：所述醇胺类为N-甲基二乙醇胺MDEA和一乙醇胺MEA的组合；其中MEA占配成水溶液后的比例为1％-3％，MDEA占配成水溶液后的比例为6％-22％。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆伟，李金亮，亓冠圣，孔彪，贺正龙，吴磊，徐帅，郭宝龙，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37