专利名称：用于煤层火灾治理的稠化胶体的制作方法
技术领域：
本发明属于防灭火材料领域，特别是涉及一种用于煤层火灾治理的稠化胶体。
背景技术：
煤层自然着火的主要原因是煤层中存在裂隙，空气随裂隙进入煤层，氧气与一些自由基反应放出热量，热量积聚至着火点即发生自燃。黄泥灌浆是煤矿最主要的防灭火手段之一，其原理是泥浆中的水分吸收大量的热，起到灭火降温作用，黄土覆盖浮煤表面，起隔氧阻止氧化的作用。现有的黄泥灌浆是用黄土与水制成泥浆，然后注入火区灭火。但黄土与水易分离，不但容易堵塞输送管路，而且灭火时分离出的水易汽化，产生的水蒸气与高温煤作用形成水煤气，因而存在爆炸隐患，给井下安全构成极大威胁。另外，现有的黄泥浆的粘附性、保水性及束水性较差，浆液流失量大，灌浆效率低，防灭火效果较差。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种粘附性、保水性及束水性好，且可在较长时间保持良好悬浮状态的用于煤层火灾治理的稠化胶体。
解决上述问题的技术方案是所提供的用于煤层火灾治理的稠化胶体由水、骨料和稠化剂组成，所说的骨料是粉煤灰、黄土、沙土或石粉中的一种，所说的稠化剂是羧甲基纤维素、磺酸乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或两种或几种。使用时只需将水、稠化剂和骨料混合搅拌均匀注入火区即可。
对于某些场合，如输送管道起伏比较大时，为阻止稠化胶体中的大颗粒下沉速度，上述稠化胶体中可以加入适量的发泡剂，一般为水重量的0.1～1％。发泡剂最好使用十二烷基硫酸钠，十二烷基硫酸钠泡沫小，发泡量大，加入发泡剂后的浆料包括固、液、气三种相态。稠化胶体底部的泡沫在浮力作用下将向上运动，阻止浆液中大颗粒下降速度，以便进一步增强悬浮效果。
上述稠化剂添加量可为水重量的0.5～5％，黄土添加量可为水重量的30～140％，粉煤灰添加量可为水重量的30～140％，石粉添加量可为水重量的40～160％，沙土添加量可为水重量的40～150％。
一般情况下，上述稠化剂添加量可为水重量的1～3％，各骨料的添加量可为水重量的比例分别是黄土60～110％，粉煤灰50～100％，石粉80～140％，沙土70～120％。
最佳比例为稠化剂添加量可为水重量的1～2％，黄土添加量为水重量的80～110％，粉煤灰添加量为水重量的60～100％，石粉添加量为水重量的100～140％，沙土添加量为水重量的80～120％。
稠化剂的种类众多，但并不都适合上述灭火用的骨料，除考虑上述骨料的特性，还应考虑所形成的稠化胶体的悬浮性、流动性及均匀一致性。本发明选用上述稠化剂是经过大量实验所筛选出的。
本发明所提供的稠化胶体流动性好，处于悬浮状态的持续时间长，制作简单、成本低。本稠化胶体保水和束水能力强，与煤体粘附性好，能有效的包裹高温煤体，提高灭火效果。本发明加入的稠化剂可以使水与骨料比较稳定的结合在一起，使水与骨料不易分离，延长了水与骨料在煤层火灾治理过程中相互协同作用的时间，减缓了稠化胶体在高温状态下水的蒸发速度，因而本稠化胶体不会迅速产生大量的水蒸气，所以不存在水煤气爆炸的危险。
具体实施例方式
实施例1取一定量的水36份，分为四组，每种骨料为一组，每组9份试样。各组的骨料分别是与水等量的直径小于1mm的粉煤灰、黄土、沙土和石粉，每组9份试样中先分别加入占水重量为2％的羧甲基纤维素钠、磺酸乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素，然后加入骨料，搅拌均匀，得四组共36份稠化胶体试样。
上述各稠化胶体经试验稠化胶体静置悬浮时间大于24小时无沉降，流动度为250～280mm，粘稠度为40～50mPa.s，完全满足了防灭火要求。
本实例的对比试验分别将粉煤灰、黄土、沙土和石粉与水按重量比为1∶1制得试样4份，流动度为280～320mm，粘稠度为20～30mPa.s。静置观察30分钟时即有超过25％的水析出。
流动度的测试方法是将上口直径为36mm，下口直径为64mm，高度为60mm，厚5mm的内壁光滑无接缝金属截锥模置于水平玻璃板中央，锥模内部和玻璃板均用湿布擦过，并将湿布覆盖上面；向2000ml烧杯中加入水，再加入称量好的骨料并搅拌均匀，将锥模置于水平玻璃板中央，迅速将拌好的浆体注入截锥模内，刮平并清掉溢出浆体，将锥模按垂直方向迅速提起约30cm高，至无附壁浆体流下时移开，30秒时量取垂直方向的直径(mm)，三次试验的直径平均值即为流动度。
实施例2骨料、稠化剂及试样分组与实施例1相同，其中骨料加入量占水重量的40％，稠化剂的加入量占水重量的3％。试验结果是静置悬浮时间大于24小时，流动度为270～290mm，粘稠度为35～45mPa.s。
实施例3骨料、稠化剂及试样分组与实施例1相同，其中骨料加入量占水重量的140％，稠化剂的加入量占水重量的1％。试验结果是静置悬浮时间大于24小时，流动度为240～250mm，粘稠度为40～50mPa.s。
实施例4
取一定量的水，向水中加入1％的羧甲基纤维素钠和0.5％的羧乙基甲基纤维素，再加入占水重量120％的沙土，混合搅拌均匀。试验结果是静置悬浮时间大于24小时，流动度为250～270mm，粘稠度为35～45mPa.s。
实施例5取一定量的水，向水中加入1％的羧甲基纤维素钠、0.5％的羟乙基纤维素和0.1％的十二烷基硫酸钠发泡剂，再加入占水重量120％的黄土，混合搅拌均匀。试验结果是静置悬浮时间大于24小时，流动度为250～270mm，粘稠度为35～45mPa.s。
权利要求
1.一种用于煤层火灾治理的稠化胶体，其特征是由水、骨料和稠化剂组成，所说的骨料是粉煤灰、黄土、沙土或石粉中的一种，所说的稠化剂是羧甲基纤维素、磺酸乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或两种或几种。
2.根据权利要求1所述的稠化胶体，其特征是所说的稠化剂添加量为水重量的0.5～5％，黄土添加量为水重量的30～140％，粉煤灰添加量为水重量的30～140％，石粉添加量为水重量的40～160％，沙土添加量为水重量的40～150％。
3.根据权利要求1所述的稠化胶体，其特征是所说的稠化剂添加量为水重量的1～3％，黄土添加量为水重量的60～110％，粉煤灰添加量为水重量的50～100％，石粉添加量为水重量的80～140％，沙土添加量为水重量的添加量为水重量的70～120％。
4.根据权利要求3所述的稠化胶体，其特征是所说的稠化剂添加量为水重量的1～2％，黄土添加量为水重量的80～110％，粉煤灰添加量为水重量的60～100％，石粉添加量为水重量的100～140％，沙土添加量为水重量的80～120％。
5.一种用于煤层火灾治理的稠化胶体，其特征是由水、骨料、稠化剂和发泡剂组成，发泡剂的添加量为水重量的0.1～1％，所说的骨料是粉煤灰、黄土、沙土或石粉中的一种，所说的稠化剂是羧甲基纤维素、磺酸乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或两种或几种。
6.根据权利要求5所述的稠化胶体，其特征是所说的发泡剂是十二烷基硫酸钠。
7.根据权利要求5或6所述的稠化胶体，其特征是所说的稠化剂添加量为水重量的0.5～5％，黄土添加量为水重量的30～140％，粉煤灰添加量为水重量的30～140％，石粉添加量为水重量的40～160％，沙土添加量为水重量的40～150％。
8.根据权利要求5或6所述的稠化胶体，其特征是所说的稠化剂添加量为水重量的1～2％，黄土添加量为水重量的60～110％，粉煤灰添加量为水重量的50～100％，石粉添加量为水重量的80～140％，沙土添加量为水重量的添加量为水重量的70～120％。
全文摘要
本发明是一种用于煤层火灾治理的稠化胶体，它由水、骨料和稠化剂组成。其中，骨料是粉煤灰、黄土、沙土或石粉中的一种，稠化剂是羧甲基纤维素、磺酸乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或几种。使用时只需将水、稠化剂和骨料混合搅拌均匀注入火区即可。本发明的稠化胶体保水和束水能力强，与煤体粘附性好，能有效的包裹高温煤体，提高灭火效果，并且水与骨料不易分离，延长了水与骨料相互协同作用的时间，减缓了稠化胶体在高温状态下水的蒸发速度，所以不存在水煤气爆炸的危险。
文档编号A62C3/00GK1907518SQ20061010508
公开日2007年2月7日 申请日期2006年8月31日 优先权日2006年8月31日
发明者文虎, 张辛亥, 刘鑫, 邓军, 张平丽, 徐林生 申请人:西安森兰科贸有限责任公司