一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂的制备方法及应用，其包括以下质量分数的组成成分：碳酸氢钾8.0‑12.0％、烷基磺酸钠类6.0％‑12.0％、直链烷烃阴离子表面活性剂2.0‑8.0％、自由基捕获剂1.5％‑4.0％、磷酸氢二铵5.0‑10.0％、氯化镁5.0‑8.0％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.25‑0.5％、异辛酸4.0‑8.0％，其余为水，制备方法为：将以上成分按一定顺序加入水中充分搅拌即得。用水将本发明专利技术稀释至质量百分比浓度为6.0～10.0％，然后灌装至细水雾灭火系统的储水罐中，连接至高压细水雾灭火设备，可对煤田起火区进行灭火。本发明专利技术对煤矿火灾具有针对性，在隔绝氧气的同时，能够对煤体燃烧所产生的自由基起到猝灭、抑制的作用，从而达到快速熄灭火灾、防止复燃的目的。

Preparation and application of a water mist additive for inerting and inhibiting coal mine fire

【技术实现步骤摘要】
一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂的制备方法及应用
本专利技术涉及细水雾灭火
，特别是一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂的制备方法及应用。
技术介绍
煤矿火灾是煤矿主要的自然灾害之一。煤田火区在烧毁大量的煤炭资源的同时，还造成了数十倍呆滞资源不能开采、地表植被破坏和沙化。此外，煤火高温区的烘烤会造成上覆煤、岩体发生热破坏，引起地表塌陷，严重危害当地的生态环境及地下资源。因此，煤矿火灾治理依旧是当前煤矿领域急需解决的重大课题之一。细水雾灭火技术是通过将水雾化为直径400μm以下的水雾颗粒，使细水雾产生高密度的水雾颗粒屏障，再通过屏障遮断火焰燃烧过程中的辐射热传递，从而实现高效、快速的灭火。然而，单纯的细水雾在灭火效果和应用范围上仍存在不足，现有技术虽然能够在细水雾中加入添加剂提高灭火效果，但针对煤矿火灾的细水雾添加剂设计较少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂的制备方法及应用，以解决上述技术背景中所提出的问题本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂，包括以下质量分数的组成成分：碳酸氢钾8.0-12.0％、烷基磺酸钠类6.0％-12.0％、直链烷烃阴离子表面活性剂2.0-8.0％、自由基捕获剂1.5％-4.0％、磷酸氢二铵5.0-10.0％、氯化镁5.0-8.0％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.25-0.5％、异辛酸4.0-8.0％，其余为水。进一步的，所述烷基磺酸钠类为十二烷基磺酸钠、仲烷基磺酸钠中的一种。进一步的，所述直链烷烃阴离子表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠以及脂肪酸磺烷基酯中的一种。进一步的，所述自由基捕获剂为甲基膦酸二甲酯或三羟甲基氧化磷中的一种。进一步的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚选自平平加0-10、0-15、0-25中的一种。一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂的制备方法，其制备方法包括以下步骤：S1、将烷基磺酸钠类加入水中，充分搅拌至完全溶解，形成混合物A；S2、在所述混合物A中加入直链烷烃阴离子表面活性剂、自由基捕获剂、脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌溶解，形成均一混合物B；S3、在混合物B中加入磷酸氢二铵、氯化镁、碳酸氢钾，形成混合物C；S4、在混合物C中加入异辛酸，充分搅拌并完全溶解，得到所述惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂。一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂的应用，其应用包括将所述惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂用水稀释至质量百分比浓度为6.0～10.0％，然后把稀释液灌装至细水雾灭火系统的储水罐中，连接至高压细水雾灭火设备，可对煤田起火区进行灭火。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂的氯化镁，能够在煤体表面形成湿润的水膜，在隔离煤体的同时，限制与氧气的接触并降低热辐射；同时氯元素能够降低燃烧产生的自由基数量，抑制燃烧；此外，自由基捕获剂对自由基有猝灭作用，限制煤中自由基反应，起到降温、抑燃的作用；磷酸氢二铵能够在固体表面形成无机覆盖层，从而阻碍可燃物进一步燃烧；再有，碳酸氢钾在受热情况下分解为二氧化碳和水，起到窒息、吸热的效果，帮助扑灭火灾。综上，本专利技术针对煤体燃烧的反应机理，在细水雾添加剂中加入抑制煤体燃烧所产生的自由基的添加剂，实现物理和化学上联合灭火，达到快速熄火灾、并防止复燃的目的。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合，需要说明的是，以下实施例中用到的各种试剂、原料均为可以从市场上购买的商品或者可以通过公知的方法制得的产品。实施例1：一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂，包括以下质量分数的组成成分：碳酸氢钾8.0-12.0％、烷基磺酸钠类6.0％-12.0％、直链烷烃阴离子表面活性剂2.0-8.0％、自由基捕获剂1.5％-4.0％、磷酸氢二铵5.0-10.0％、氯化镁5.0-8.0％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.25-0.5％、异辛酸4.0-8.0％，其余为水。作为优选，所述烷基磺酸钠类为十二烷基磺酸钠、仲烷基磺酸钠中的一种。作为优选，所述直链烷烃阴离子表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠以及脂肪酸磺烷基酯中的一种。作为优选，所述自由基捕获剂为甲基膦酸二甲酯或三羟甲基氧化磷中的一种。作为优选，所述脂肪醇聚氧乙烯醚选自平平加0-10、0-15、0-25中的一种。一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂的制备方法，其制备方法包括以下步骤：S1、将烷基磺酸钠类加入水中，充分搅拌至完全溶解，形成混合物A；S2、在所述混合物A中加入直链烷烃阴离子表面活性剂、自由基捕获剂、脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌溶解，形成均一混合物B；S3、在混合物B中加入磷酸氢二铵、氯化镁、碳酸氢钾，形成混合物C；S4、在混合物C中加入异辛酸，充分搅拌并完全溶解，得到所述惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂。一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂的应用，其应用包括将所述惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂用水稀释至质量百分比浓度为6.0～10.0％，然后把稀释液灌装至细水雾灭火系统的储水罐中，连接至高压细水雾灭火设备，可对煤田起火区进行灭火。实施例2：本实施例中，惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂各组成成分的质量百分比如下所示：一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂的制备方法，其制备方法包括以下步骤：S1、将十二烷基磺酸钠加入水中，充分搅拌至完全溶解，形成混合物A；S2、在所述混合物A中加入α-烯基磺酸钠、甲基膦酸二甲酯、平平加O-25，搅拌溶解，形成均一混合物B；S3、在混合物B中加入磷酸氢二铵、氯化镁、碳酸氢钾，形成混合物C；S4、在混合物C中加入异辛酸，充分搅拌并完全溶解，得到所述惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂。一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂的应用，其应用方法如下：将制备好的惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂加水稀释至质量百分比浓度为6.0％，然后把稀释液灌装至细水雾灭火系统储水罐中，连接至高压细水雾灭火设备，即可对煤田火区进行灭火。实施例3：本实施例中，惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂各组成成分的质量百分比如下所示：一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂的制备方法，其制备方法包括以下步骤：S1、将仲烷基磺酸钠加入水中，充分搅拌至完全溶解，形成混合物A；S2、在所述混合物A中加入脂肪酸磺烷基酯、三羟甲基氧化磷、平平加O-25，搅拌溶解，形成均一混合物B；S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂，其特征在于，包括以下质量分数的组成成分：碳酸氢钾8.0-12.0％、烷基磺酸钠类6.0％-12.0％、直链烷烃阴离子表面活性剂2.0-8.0％、自由基捕获剂1.5％-4.0％、磷酸氢二铵5.0-10.0％、氯化镁5.0-8.0％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.25-0.5％、异辛酸4.0-8.0％，其余为水。/n

【技术特征摘要】
1.一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂，其特征在于，包括以下质量分数的组成成分：碳酸氢钾8.0-12.0％、烷基磺酸钠类6.0％-12.0％、直链烷烃阴离子表面活性剂2.0-8.0％、自由基捕获剂1.5％-4.0％、磷酸氢二铵5.0-10.0％、氯化镁5.0-8.0％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.25-0.5％、异辛酸4.0-8.0％，其余为水。


2.根据权利要求1所述的一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂，其特征在于，所述烷基磺酸钠类为十二烷基磺酸钠、仲烷基磺酸钠中的一种。


3.根据权利要求1所述的一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂，其特征在于，所述直链烷烃阴离子表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠以及脂肪酸磺烷基酯中的一种。


4.根据权利要求1所述的一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂，其特征在于，所述自由基捕获剂为甲基膦酸二甲酯或三羟甲基氧化磷中的一种。

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉涛，林国鋮，李亚清，张园勃，夏尚文，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61