一种预防采空区浮煤自燃的材料、制备方法和使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种预防采空区浮煤自燃的材料、制备方法和使用方法，预防采空区浮煤自燃的材料，由凝胶粉、增稠保水剂、无机稳定剂、分散悬浮剂、絮凝剂组成，其中，所述凝胶粉为海藻酸钠与高吸水树脂的混合物，所述无机稳定剂为石英粉。本发明选用石英粉作为无机稳定剂，石英粉化学性质稳定，具有耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀等特点，加入石英粉后不仅不会对凝胶粉的成胶造成影响反而会提高胶体的耐高温性质。
【专利说明】
一种预防采空区浮煤自燃的材料、制备方法和使用方法
技术领域
[0001] 本发明属于防灭火材料领域，具体涉及一种用于预防煤矿井下采空区浮煤自燃的 防灭火材料。
【背景技术】
[0002] 我国煤炭资源丰富，大小煤田遍布全国各地，煤炭也是目前我国的主要能源，在能 源结构中占据主导地位。随着煤炭开采技术的高速发展，新建、扩建矿井增多和开采强度、 开采深度增大，矿井防灭火问题显得尤为突出，煤层自燃火灾防治形式也越来越严峻。按过 去的经验只要是易自燃煤层工作面，就盲目的采取所有的现有防灭火技术措施，比如枣矿 集团某煤矿单个工作面就采取了注水、注黄泥浆、注粉煤灰浆、喷洒阻化剂、注氮、注惰性泡 沫等灭火方法，以上方法和技术虽然在抑制煤层自燃方面起到了很大的作用，但也存在一 些局限性。首先注水、注浆等方法由于材料的自身重力作用，浆液会向低处流淌不能在高处 存积，难以扑灭高处大面积火源。注氮防灭火技术较好，但在采空区密封高浓度的氮气存在 效率低、运行成本高、技术复杂等难题。
[0003] 此外，目前公开的高分子防灭火凝胶类或高分子复混材料，由于其一般采用单一 的吸水材料或其复合材料只是单纯地考虑降低材料成本，加入一些低成本的黄泥、粉煤灰 等无机材料，在使用过程中，高分子高吸水树脂在溶水成为凝胶时吸水效果大大折扣且过 一段时间凝胶会析水最终干结失去效果。
【发明内容】
[0004] 为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种预防采空区浮煤自燃的材料、制备方法 和使用方法，能够全面提高采空区防灭火水平。
[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案为：
[0006] -种预防采空区浮煤自燃的材料，由凝胶粉、增稠保水剂、无机稳定剂、分散悬浮 剂、絮凝剂组成，其中，所述凝胶粉为海藻酸钠与高吸水树脂的混合物，所述无机稳定剂为 石英粉。
[0007] 本发明选用石英粉作为无机稳定剂，石英粉化学性质稳定，具有耐高温、热膨胀系 数小、高度绝缘、耐腐蚀等特点，加入石英粉后不仅不会对凝胶粉的成胶造成影响反而会提 高胶体的耐高温性质。本发明加入增稠保水剂能够使材料形成的胶体长时间保持水分。
[0008] 优选的，所述海藻酸钠与高吸水树脂的质量比为1:3~1: 5。
[0009] 优选的，各组分以质量份计为，凝胶粉15~85份，增稠保水剂1~5份，无机热稳定 剂5~75份，分散悬浮剂5~15份，絮凝剂1~3份。
[0010] 优选的，所述高吸水树脂为交联聚丙烯酸盐。
[0011] 进一步优选的，所述交联聚丙烯酸盐为交联聚丙烯酸钠。
[0012] 优选的，所述增稠保水剂为羧甲基纤维素钠。加入羧甲基纤维素钠后能够增加胶 体的保水性，胶体能够长时间不会丢失水分。
[0013] 优选的，所述分散悬浮剂为钠基膨润土。钠基膨润土具有较好的吸附性和分散粒 度，与海藻酸钠和交联聚丙烯酸钠产生显著的协同作用，对凝胶粉快速溶水形成均匀凝胶 起到了较好的辅助作用。
[0014] 优选的，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。矿井水一般含有很多悬浮杂质颗粒，这些悬浮 杂质颗粒能够降低凝胶粉的成胶性能，而聚丙烯酰胺是一种有机高分子聚合物，同时也是 一种高分子水处理絮凝剂产品，可以吸附水中的悬浮颗粒，使凝胶粉的成胶效果不受影响。
[0015] -种上述预防采空区浮煤自燃的材料的制备方法，将凝胶粉、增稠保水剂、无机稳 定剂、分散悬浮剂、絮凝剂加入干混机中混合5~10分钟，得到分散均匀的粉末成品，加以包 装。
[0016] -种上述预防采空区浮煤自燃的材料的使用方法，将粉末成品按照规定的水料比 与水混合，采用灌注或喷洒的形式附在煤层表面用于煤层自燃的防治。
[0017] 优选的，所述水料比是水与粉末成品的质量比，为10:1~200:1。
[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0019] 1、本发明的材料具有适用性强、可靠性高、灭火降温效果明显、便于现场施工、安 全环保等特点；
[0020] 2、本发明的材料能够全面提高采空区防灭火水平，提高防灭火技术的可靠性、针 对性、有效性；
[0021] 3、本发明的材料具有巨大的经济效益和社会效益。
【具体实施方式】
[0022]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0023] 实施例1
[0024] 预防采空区浮煤自燃的材料，由海藻酸钠与交联聚丙烯酸钠(海藻酸钠与交联聚 丙烯酸钠的质量比为1:4)的混合物10份，羧甲基纤维素钠2份，石英粉75份，钠基膨润土 10 份，聚丙烯酰胺3份组成，将上述原料加入至干混机中混合5分钟，得到分散均的粉末成品。
[0025] 其使用方法是，将粉末成品按照水料比15:1与水混合，采用灌注的形式附在煤层 表面用于煤层自燃的防治。
[0026] 实施例2
[0027] 预防采空区浮煤自燃的材料，由海藻酸钠与交联聚丙烯酸钠(海藻酸钠与交联聚 丙烯酸钠的质量比为1:4)的混合物35份，羧甲基纤维素钠4份，石英粉50份，钠基膨润土 9 份，聚丙烯酰胺2份组成，将上述原料加入至干混机中混合5分钟，得到分散均的粉末成品。
[0028] 其使用方法是，将粉末成品按照水料比45:1与水混合，采用喷洒的形式附在煤层 表面用于煤层自燃的防治。
[0029] 实施例3
[0030] 预防采空区浮煤自燃的材料，由海藻酸钠与交联聚丙烯酸钠(海藻酸钠与交联聚 丙烯酸钠的质量比为1:4)的混合物50份，羧甲基纤维素钠2份，石英粉40份，钠基膨润土 5 份，聚丙烯酰胺3份组成，将上述原料加入至干混机中混合8分钟，得到分散均的粉末成品。
[0031] 其使用方法是，将粉末成品按照水料比80:1与水混合，采用喷洒的形式附在煤层 表面用于煤层自燃的防治。
[0032] 实施例4
[0033] 预防采空区浮煤自燃的材料，由海藻酸钠与交联聚丙烯酸钠(海藻酸钠与交联聚 丙烯酸钠的质量比为1:4)的混合物70份，羧甲基纤维素钠4份，石英粉15份，钠基膨润土 8 份，聚丙烯酰胺3份组成，将上述原料加入至干混机中混合10分钟，得到分散均的粉末成品。
[0034] 其使用方法是，将粉末成品按照水料比120:1与水混合，采用喷洒的形式附在煤层 表面用于煤层自燃的防治。
[0035] 实施例5
[0036] 预防采空区浮煤自燃的材料，由海藻酸钠与交联聚丙烯酸钠(海藻酸钠与交联聚 丙烯酸钠的质量比为1:4)的混合物80份，羧甲基纤维素钠5份，石英粉5份，钠基膨润土 7份， 聚丙烯酰胺3份组成，将上述原料加入至干混机中混合10分钟，得到分散均的粉末成品。 [0037]其使用方法是，将粉末成品按照的水料比200:1与水混合，采用喷洒的形式附在煤 层表面用于煤层自燃的防治。
[0038] 实施例1~5制备的预防采空区浮煤自燃的材料在使用过程中能够在1~3分钟内 形成均匀无结团的凝胶材料，保水、灭火、降温效果明显，便于施工，安全环保。其性能特点 如表1所示：
[0039] 表1材料性能指标
[0041]上述实施例虽然对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对发明保护范围的 限制，所属领域技术人员应该明白，在发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付 出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种预防采空区浮煤自燃的材料，其特征是，由凝胶粉、增稠保水剂、无机稳定剂、分 散悬浮剂、絮凝剂组成，其中，所述凝胶粉为海藻酸钠与高吸水树脂的混合物，所述无机稳 定剂为石英粉。2. 如权利要求1所述的一种预防采空区浮煤自燃的材料，其特征是，所述海藻酸钠与高 吸水树脂的质量比为1:3~1:5。3. 如权利要求1所述的一种预防采空区浮煤自燃的材料，其特征是，各组分以质量份计 为，凝胶粉15~85份，增稠保水剂1~5份，无机热稳定剂5~75份，分散悬浮剂5~10份，絮凝 剂1~3份 。4. 如权利要求1所述的一种预防采空区浮煤自燃的材料，其特征是，所述高吸水树脂为 交联聚丙烯酸盐。5. 如权利要求4所述的一种预防采空区浮煤自燃的材料，其特征是，所述交联聚丙烯酸 盐为交联聚丙烯酸钠。6. 如权利要求1所述的一种预防采空区浮煤自燃的材料，其特征是，所述增稠保水剂为 羧甲基纤维素钠。7. 如权利要求1所述的一种预防采空区浮煤自燃的材料，其特征是，所述分散悬浮剂为 钠基膨润土。8. 如权利要求1所述的一种预防采空区浮煤自燃的材料，其特征是，所述絮凝剂为聚丙 烯酰胺。9. 一种如权利要求1-8任一所述的预防采空区浮煤自燃的材料的制备方法，其特征是， 将凝胶粉、增稠保水剂、无机稳定剂、分散悬浮剂、絮凝剂加入干混机中混合5~10分钟，得 到分散均匀的粉末成品，加以包装。10. -种如权利要求1-8任一所述的预防采空区浮煤自燃的材料的使用方法，将粉末成 品按照规定的水料比与水混合，采用灌注或喷洒的形式附在煤层表面用于煤层自燃的防 治。
【文档编号】C09D7/12GK106046641SQ201610345132
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】王国军, 张国玉, 安伯超, 侯秀贞, 王清华, 张霞, 李小光, 李蒙蒙, 王传琪, 刘祥利, 吕学强
【申请人】山东安实绿色开采技术发展有限公司