专利名称：矿用防灭火充填固化泡沫的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤矿井下防止煤炭自燃、扑灭火灾的充填介质技术领域，特别是一种矿用防灭火充填固化泡沫。
背景技术：
传统的充填介质有黄泥浆、河砂、粉煤灰、膨润土、煤干石粉、尾矿等，多以地面灌浆系统向井下输送，输送介质为水。该充填介质尽管较经济，但充填效果不完全理想，无法实现充填的气密性，水分流失后仍有空洞或空隙存在；不适宜上山区域的注浆充填，水分流失会导致下山区域的水淹灾害；九十年代我国相继研究出凝胶、有机合成充填物、高水速凝固结料等。凝胶是一种胶状保湿材料，它由水玻璃水溶液与硫酸铝(或碳酸氢氨)水溶液合成制得，喷洒浮煤表面、压注煤层裂隙后可在一定时期内(一般30天左右)保持不收缩(煤矿井下潮湿环境下)具有一定密封隔氧作用，可在一定时期内(一般60天左右)能使所覆盖煤炭不被氧化。但在这个时期以后由于其水分逐渐挥发流失，自身体积的缩小而重又出现漏风缝隙，因此该材料的防灭火作用比较有限，仅适用于漏风缝隙，不适用空峒充填，而且使用碳酸氢氨生产的凝胶氨味很大，对人体有刺激。凝胶生产成本一般在佰圆以上；典型的有机合成充填物是聚氨脂泡沫。该泡沫具有气密性好、强度好(低倍数时，但价格十分昂贵)、发泡设备轻小等优点，但价格昂贵(1000Yua/m3以上)、发泡倍数不易控制、高倍数时易风化、设备管路易堵、管路清洗困难、有毒有味等缺点，因此未能广泛推广使用；高水速凝固结料是九十年代从英国引进的技术，它由充填物甲料和固结物乙料混合而成。使用时先分别将甲料和乙料与水混浆(最大水灰比可达2.5∶1)，然后将两种浆液混合并注入充填地点，30分钟后便可固化，并可形成比较理想的强度。它的最大优点是工艺简单，混浆过程介质不凝固、不沉淀，凝固速度快，强度比较好。它的生产成本一般在佰圆以上(与凝胶相当)，矿山多用此进行采空区充填和地质堵漏压注充填，九十年代煤矿有所使用，后因成本太高大面积充填无法承受而逐渐减少使用(尽管普遍承认它的使用效果和工艺性)，目前只有一些冶金矿和油田在使用；防灭火效果方面，在上述介质当中，除了聚氨脂泡沫以外均属于水混合实体物料二维充填介质，充填时只能沿充填地点表面和密闭的缝隙内流动，无法充填上山采空区和煤巷顶板冒落空峒。如向上山采空区充填这样的水合介质，水分流失后不仅会回淹下山工作面，上山采空区依然会存在大量空峒；即使是向缝隙中压注这样的介质，水分流失后缝隙仍然存在，火灾险情依旧；防灭火成本方面。充填这些介质往往需要设置地面灌浆系统，设备投资较大，输送管线复杂而漫长，敷设管线钻孔成本较高，一套灌浆系统往往需要上千万圆投资。对于在井下设置局部灌浆系统和移动式注浆站时，则需将充填物料运送到充填现场，对于象采空区这样的较大空间充填其物料运输量十分巨大，而且井下巷道空间有限无法堆放太多，防灭火作业环境方面。向空洞和缝隙中压注河砂、粉煤灰等介质往往需要数十兆帕工作压力，不仅设备功率大，而且作业现场机具危险，一旦巷帮鼓开将造成人员伤亡。由于是水合介质，水分流失时大量的水将流往下层工作面或相邻作业现场造成水患；只有高水速凝固结料和聚氨脂泡沫能够克服如上缺点。但高水速凝固结料仍属于实体物料充填(尽管能以水的体积固结但体积增加不大)，固结速度不能满足巷顶冒落空峒充填要求而不适宜高顶空峒充填，而且成本高无法推广使用。聚氨脂泡沫的气密性是防灭火堵漏风极佳的密闭材料，但它不具有巷顶支护性能，尤其是成本太高，不适宜较大空间充填，推广使用范围十分有限。
发明内容
本发明的目的是提供一种质轻(发泡倍数最高可达25倍)、速凝、不脱水、具有巷顶支护功能的矿用防灭火充填固化泡沫。
本发明是这样实现的，特征是所含成份的重量配比为；高水速凝固结料甲料49.90％±10％；高水速凝固结料乙料49.90％±10％；12烷基硫酸钠 ≥0.20％。
本发明的优点是综合了高水速凝固结料和聚氨脂泡沫的优点，克服了两者的缺点及前述水合实体充填物料的缺点，实现了质轻(发泡倍数最高可达25倍)、速凝、不脱水、具有巷顶支护功能(发泡倍数10倍以下时)、低成本，可对巷道顶板冒落空峒、采空区等较大空间充填，也可对漏风缝隙进行堵漏风压注充填。
具体实施例方式
实施例1取高水速凝固结料甲料6Kg、高水速凝固结料乙料6Kg、12烷基硫酸钠30g，将高水速凝固结料甲料与12烷基硫酸钠混合为矿用防灭火充填固化泡沫料A料，将高水速凝固结料乙料作为矿用防灭火充填固化泡沫料B料，使用矿用防灭火充填综合注浆装置的泥浆充填车和固化泡沫充填车(采用机械与化学混合发泡的原理)进行发泡充填，将A料置于A料斗内并在混浆槽A内与水以水灰比1.8∶1的比例混浆，而后在混气槽内与空气或惰性气体混合(充气量视发泡倍数而定)成为泡沫体；将B料置于B料斗内并在混浆槽B内与水以水灰比1.8∶1的比例混浆，而后与A料泡沫体混合成为矿用防灭火充填固化泡沫。
实施例2取高水速凝固结料甲料6Kg、高水速凝固结料乙料6Kg、12烷基硫酸钠24g，将高水速凝固结料甲料与12烷基硫酸钠混合为矿用防灭火充填固化泡沫料A料，将高水速凝固结料乙料作为矿用防灭火充填固化泡沫料B料，使用矿用防灭火充填综合注浆装置的泥浆充填车和固化泡沫充填车(采用机械与化学混合发泡的原理)进行发泡充填，将A料置于A料斗内并在混浆槽A内与水以水灰比1.5∶1的比例混浆，而后在混气槽内与空气或惰性气体混合(充气量视发泡倍数而定)成为泡沫体；将B料置于B料斗内并在混浆槽B内与水以水灰比1.5∶1的比例混浆，而后与A料泡沫体混合成为矿用防灭火充填固化泡沫。
实施3取高水速凝固结料甲料6Kg、高水速凝固结料乙料6Kg、12烷基硫酸钠18g，将高水速凝固结料甲料与12烷基硫酸钠混合为矿用防灭火充填固化泡沫料A料，将高水速凝固结料乙料作为矿用防灭火充填固化泡沫料B料，使用矿用防灭火充填综合注浆装置的泥浆充填车和固化泡沫充填车(采用机械与化学混合发泡的原理)进行发泡充填，将A料置于A料斗内并在混浆槽A内与水以水灰比1.8∶1的比例混浆成为浆液A，而后在混气槽内与空气或惰性气体混合(充气量视发泡倍数而定)成为泡沫体；将B料置于B料斗内并在混浆槽B内与水以水灰比1.5∶1的比例混浆，而后与A料泡沫体混合成为矿用防灭火充填固化泡沫；其中所述的高水速凝固结料甲料的主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、SO3，高水速凝固结料乙料的主要成分为CaO、SO。
权利要求
1.一种矿用防灭火充填固化泡沫，其特征是所含成份的重量配比为；高水速凝固结料甲料49.90％±10％；高水速凝固结料乙料49.90％±10％；12烷基硫酸钠 ≥0.20％。
2.根椐权利要求1所述的矿用防灭火充填固化泡沫，其特征是所述高水速凝固结料甲料的主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、SO3，高水速凝固结料乙料的主要成分为CaO、SO。
全文摘要
一种矿用防灭火充填固化泡沫，特征是所含成分的重量配比为；高水速凝固结料甲料49.90％±10％；高水速凝固结料乙料49.90％±10％；十二烷基硫酸钠≥0.20％，本发明的优点是综合了高水速凝固结料和聚氨酯泡沫的优点，克服了两者的缺点及前述水合实体充填物料的缺点，实现了质轻(发泡倍数最高可达25倍)、速凝、不脱水、具有巷顶支护功能(发泡倍数10倍以下时)、低成本，可对巷道顶板冒落空峒、采空区等较大空间充填，也可对漏风缝隙进行堵漏风压注充填。
文档编号A62D1/00GK1569288SQ20041002052
公开日2005年1月26日 申请日期2004年5月11日 优先权日2004年5月11日
发明者张西捷, 杨海 申请人:杨海