一种防火抑爆粉煤灰二氧化碳材料的制备方法技术

一种防火抑爆粉煤灰二氧化碳材料的制备方法，水70％～80％，粉煤灰20％～30％，按质量百分比混合制成粉煤灰浆液；水94％～98％，工业碳酸氢钠2％～6％，按质量百分比混合制成工业碳酸氢钠溶液；水77％～92％，工业硫酸铝5％～15％，聚乙烯醇3％～8％，按质量百分比混合制成工业硫酸铝与聚乙烯醇的混合溶液；将制成的粉煤灰浆液、工业碳酸氢钠溶液、工业硫酸铝与聚乙烯醇混合溶液的三种溶液按1∶1∶1混合，使其相互反应产生大量二氧化碳，形成大量的泡沫。该泡沫粉煤灰防灭火效果好，气相上释放二氧化碳，降低采空区氧气浓度和瓦斯浓度，惰化采空区，抑制煤炭自燃和瓦斯爆炸；固相上粉煤灰覆盖煤体，阻塞漏风通道，起到防止煤炭自燃的目的；液相上水能降低煤体温度，降低煤炭自燃的发火概率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种防火抑爆材料的制备方法，尤其是一种适用于采空区煤炭自燃及火灾诱发瓦斯爆炸的防火抑爆粉煤灰二氧化碳材料的制备方法。
技术介绍
煤炭自燃是我国矿井主要自然灾害之一。在我国国有重点煤矿中，煤炭自燃火灾引起的火灾约占矿井火灾总数的90%，我国的新疆、宁夏、内蒙等省还存在着大面积的煤田火灾，每年烧损煤量1000 1360万吨，经济损失超过200亿元，此外煤炭自燃还产生大量的S02、C0、(A气体，严重污染环境，造成人员伤亡。为了防治煤炭自燃，国内外广泛采用注水、灌浆、喷洒阻化剂、注惰性气体等技术。近年来，又较广泛地采用了凝胶、胶体泥浆、阻化汽雾、泡沫树脂等防灭火技术。这些技术对保证矿井安全生产起了重要作用，但是都存在一定局限性，如灌浆，浆体不能均匀覆盖煤体；注惰性气体，气体不易滞留在注入的区域内；注凝胶，泡沫树脂成本高等。而且单一防灭火方法尚难有效地控制矿井火灾，尤其是不能有效抑制采空区瓦斯爆炸。这不仅给国家煤炭资源造成大量浪费，而且给矿井开采和安全生产带来巨大的危害和经济损失。针对原有灌浆存在的问题，采取措施，对采空区进行粉煤灰二氧化碳泡沫灌浆，起到抑制采空区瓦斯爆炸和煤炭自燃的双重作用。由于粉煤灰浆液流动性很大，浆液沿着煤体缝隙流动，粉煤灰沉积，封堵煤体缝隙。从而起到预防煤炭自燃的目的，但单纯粉煤灰灌浆预防作用单一。如果注入二氧化碳粉煤灰泡沫浆液，将能起到阻止空气进入、惰化密闭空间，防止自燃和抑制采空区瓦斯爆炸的多重作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对已有技术存在的问题，提供一个用于采空区防火抑爆的粉煤灰二氧化碳材料制备方法。 本专利技术采空区防火抑爆粉煤灰二氧化碳材料制备方法 水70 % 80 % ，粉煤灰20 % 30 % ，按质量百分比混合制成粉煤灰浆液； 水94% 98 % ，工业碳酸氢钠2 % 6 % ，按质量百分比混合制成工业碳酸氢钠溶液； 水77 % 92 % ，工业硫酸铝5 % 15 % ，聚乙烯醇3 % 8 % ，按质量百分比混合制成工业硫酸铝与聚乙烯醇的混合溶液； 将配制成不同质量百分比的粉煤灰浆液、工业碳酸氢钠溶液、工业硫酸铝与聚乙烯醇混合溶液的三种溶液按i:i:i混合即可使用。 有益效果采用由三种不同质量百分比的浆液或溶液混合后可直接注入采空区，三种不同的浆液或溶液相互反应产生大量二氧化碳，形成大量的泡沫。固相上粉煤灰覆盖煤体，阻塞漏风通道，起到防止煤炭自燃的目的；液相上水可以降低煤体温度，降低煤炭自燃的发火概率。所形成的泡沫粉煤灰防灭火效果好，气相上释放二氧化碳，可降低采空区氧气浓度和瓦斯浓度，惰化采空区，抑制煤炭自燃和瓦斯爆炸；粉煤灰二氧化碳泡沫灌浆系统可以在地面上安装使用，省去了往井下搬料的工时，操作方便，使用效果好。附图说明 附图是本专利技术粉煤灰二氧化碳泡沫配制示意图。 图中1-工业碳酸氢钠溶液箱，2-工业硫酸铝及聚乙烯醇混合溶液箱，3、4、5-阀门，6-注浆池，7-混合器，8-注浆管。具体实施例方式实施例一、首先按质量百分比分别配制出粉煤灰浆液、工业碳酸氢钠溶液、工业硫酸铝与聚乙烯醇混合溶液，然后将三种不同质量百分比的浆液或溶液按i : i : i的质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。具体步骤如下 1、在室温条件(约25°C )下，利用煤矿现地防灭火注浆池6，加入水70%、粉煤灰30%，按质量百分比充分搅拌均匀制备成粉煤灰浆液； 2、在工业碳酸氢钠溶液箱1内注入水94 % 、工业碳酸氢钠6 % ，按质量百分比充分搅拌使其溶解，制备成工业碳酸氢钠溶液； 3、在工业硫酸铝与聚乙烯醇的混合溶液箱2内注入水77%、工业硫酸铝15%、聚乙烯醇8%，按质量百分比充分搅拌使其溶解，制备成工业硫酸铝与聚乙烯醇的混合溶液； 4、将注浆池6、工业碳酸氢钠溶液箱1、工业硫酸铝与聚乙烯醇的混合溶液箱2分别通过管路连接到设在施工现场的混合器7上，三种浆液或溶液的制备和混合可在地面进行，也可直接在需要注浆的工作面内进行； 5、通过分设在三种浆液或溶液连通管上的控制阀3、4、5分别控制进入混合器7的流量，三种不同质量百分比的浆液或溶液按l:1:l的比例进行混合。 需要注浆时，先打开粉煤灰浆液注浆池6的控制阀5，然后打开工业碳酸氢钠溶液箱1的控制阀3，再打开工业硫酸铝与聚乙烯醇混合溶液箱2的控制阀4，使三种不同质量百分比的粉煤灰浆液、工业碳酸氢钠溶液、工业硫酸铝与聚乙烯醇混合溶液，在混合器7内按i : i : l混合后，相互反应产生大量的二氧化碳，形成大量的泡沫，最后通过注浆管8将粉煤灰二氧化碳材料喷洒覆盖的煤体上，起到防火抑爆的作用。 实施例二、 粉煤灰浆液的质量百分比中水75%，粉煤灰25% ;工业碳酸氢钠溶液质量百分比中水96%，工业碳酸氢钠4%;工业硫酸铝及聚乙烯醇混合溶液质量百分比中水85%，工业硫酸铝10%，聚乙烯醇5%。其它与实施例一相同，略。 实施例三、 粉煤灰浆液质量百分比中水80%，粉煤灰20% ;工业碳酸氢钠溶液质量百分比中水98%，工业碳酸氢钠2%;工业硫酸铝及聚乙烯醇混合溶液质量百分比中水92%，工业硫酸铝5% ，聚乙烯醇3% 。其它与实施例一相同，略。权利要求一种采空区防火抑爆粉煤灰二氧化碳材料的制备方法，其特征在于水70％～80％，粉煤灰20％～30％，按质量百分比混合制成粉煤灰浆液；水94％～98％，工业碳酸氢钠2％～6％，按质量百分比混合制成工业碳酸氢钠溶液；水77％～92％，工业硫酸铝5％～15％，聚乙烯醇3％～8％，按质量百分比混合制成工业硫酸铝与聚乙烯醇的混合溶液；将配制成不同质量百分比的粉煤灰浆液、工业碳酸氢钠溶液、工业硫酸铝与聚乙烯醇混合溶液的三种溶液按1∶1∶1混合即可使用。全文摘要，水70％～80％，粉煤灰20％～30％，按质量百分比混合制成粉煤灰浆液；水94％～98％，工业碳酸氢钠2％～6％，按质量百分比混合制成工业碳酸氢钠溶液；水77％～92％，工业硫酸铝5％～15％，聚乙烯醇3％～8％，按质量百分比混合制成工业硫酸铝与聚乙烯醇的混合溶液；将制成的粉煤灰浆液、工业碳酸氢钠溶液、工业硫酸铝与聚乙烯醇混合溶液的三种溶液按1∶1∶1混合，使其相互反应产生大量二氧化碳，形成大量的泡沫。该泡沫粉煤灰防灭火效果好，气相上释放二氧化碳，降低采空区氧气浓度和瓦斯浓度，惰化采空区，抑制煤炭自燃和瓦斯爆炸；固相上粉煤灰覆盖煤体，阻塞漏风通道，起到防止煤炭自燃的目的；液相上水能降低煤体温度，降低煤炭自燃的发火概率。文档编号C09K21/14GK101787289SQ20101001716公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月7日 优先权日2010年1月7日专利技术者朱传杰, 李增华, 林柏泉, 江丙友, 王力, 赫永恒 申请人:中国矿业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采空区防火抑爆粉煤灰二氧化碳材料的制备方法，其特征在于：　　水７０％～８０％，粉煤灰２０％～３０％，按质量百分比混合制成粉煤灰浆液；　　水９４％～９８％，工业碳酸氢钠２％～６％，按质量百分比混合制成工业碳酸氢钠溶液；　　水７７％～９２％，工业硫酸铝５％～１５％，聚乙烯醇３％～８％，按质量百分比混合制成工业硫酸铝与聚乙烯醇的混合溶液；　　将配制成不同质量百分比的粉煤灰浆液、工业碳酸氢钠溶液、工业硫酸铝与聚乙烯醇混合溶液的三种溶液按１∶１∶１混合即可使用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林柏泉，李增华，朱传杰，王力，赫永恒，江丙友，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：32