本发明涉及一种矿井自然发火防治材料，特别是一种复合胶体胶凝防灭火材料及使用方法。
背景技术：
煤矿出现自然发火情况后，大多采用惰气技术或灌浆技术治理。惰气技术包括灌注氮气或co2气体，也有用专用设备灌注液态氮或液态co2来治理的方法，液态氮或液态co2温度低，可以吸收火区温度，对部分火区能起到抑制或治理的作用，治理效果好于灌注氮气或co2气体，但液态氮或液态co2气化后，其治理效果和灌注氮气或co2气体基本相同，随气流排出，失去了治理作用。灌浆技术大多采用灌注黄泥浆或粉煤灰浆的方法，黄泥浆或粉煤灰浆容易流失，不能有效的覆盖火区。现有技术中也公开：向黄泥浆或粉煤灰浆液中加入高分子量聚合物的方法来解决黄泥浆或粉煤灰浆液的流失，高分子量聚合物溶解速度慢，浪费较多，成本高。也有采用低分子量或低黏度的材料来实现浆液的胶凝，低分子量或黏度低的材料胶凝效果差，浆液流失现象严重，浪费了较多的人力和材料。
技术实现要素：
为克服现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种复合胶体胶凝防灭火材料及使用方法，用于煤矿井下自然发火区域的治理，材料可减少灌注黄泥浆或粉煤灰浆时浆液流失，使浆液的流动性逐渐降低，有效覆盖发火范围，隔绝氧气，浆液中的水吸收热量，降低火区温度，直至熄灭火源。材料对矿井环境无污染、使用便捷，此方法可永久封闭漏风区域及火区、快速治理自然发火区域。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种复合胶体胶凝防灭火材料，按质量百分比计，包括碳酸钙3％～40％、无水氯化镁0.5％～5％、膨润土20％～50％以及聚丙烯酸钠20％～50％。
本发明进一步的改进在于，按质量百分比计，包括碳酸钙20％～40％、无水氯化镁3％～5％、膨润土20％～40％以及聚丙烯酸钠20％～50％。
本发明进一步的改进在于，按质量百分比计，包括碳酸钙10％～20％、无水氯化镁3％～5％、膨润土40％～50％以及聚丙烯酸钠25％～37％。
本发明进一步的改进在于，氯化镁为无水氯化镁。
本发明进一步的改进在于，聚丙烯酸钠分子量为200万～1000万。
一种复合胶体胶凝防灭火材料的使用方法，将水和黄土或将水和粉煤灰按照重量比为1:1～0.8制成浆液，制好的浆液中加入浆液重量2～5％的复合胶体胶凝灭火材料，边加边搅拌，加完后继续搅拌，直至形成胶状物。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明为了解决传统的灌浆方法易流失、不能有效覆盖火区的问题，采用了碳酸钙、无水氯化镁、膨润土以及聚丙烯酸钠的混合物。由于本发明中采用的聚丙烯酸钠具有合理的高分子材料分子量范围，使用时加入到浆液中，能够降低浆液的流动性，增加粘度。本发明中碳酸钙具有较好的离散性，可以辅助聚丙烯酸钠接触水后粘结，加速溶解。本发明中少量的无水氯化镁可以起到使聚丙烯酸钠分子链之间发生交联反应，形成立体网状结构，促进浆液胶凝，减少流失率。膨润土的吸水膨胀性可减少浆液中水的析出量，使交联形成的胶体具有更好的堆积性，有利于浆液向更高的位置堆积，可充分有效的防止漏风，阻止煤氧发生复合反应引起煤的自然发火。本发明克服了高分子量材料溶解速度慢、浪费严重，以及低分子量或低黏度的材料胶凝效果差以及浆液流失现象严重的问题，为矿井灌浆防灭火提供了一种高效、低成本的新方法、新途径。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明所提供的胶体胶凝灭火材料由碳酸钙、氯化镁、膨润土以及聚丙烯酸钠组成。按质量百分比计，碳酸钙为3％～40％、无水氯化镁为0.5％～5％、膨润土为20％～50％以及聚丙烯酸钠为20％～50％。将以上组份按比例混合均匀即可得到复合胶体胶凝灭火材料。
其中，氯化镁为无水氯化镁。聚丙烯酸钠分子量为200万～1000万。
通常在煤层火灾防治中黄泥浆或粉煤灰浆液的浓度在20％～60％，最佳浓度为40％～50％。
使用方法为：按重量比1：(1～0.8)，将水和黄土或将水与粉煤灰制成浆液，制好的浆液中按比例均匀的加入复合胶体胶凝材料，快速搅拌防止结块，加完后继续搅拌1min，浆液的流动度逐渐下降；黏度逐渐增加，浆液流动性变差。本发明中流动度按照《gb-t2419-2016水泥胶砂流动度测定方法》测定。
实施例1
按质量百分比计，将碳酸钙占3％、无水氯化镁占0.5％、膨润土占46.5％、聚丙烯酸钠占50％混合均匀，制得复合胶体胶凝材料。
将水和黄土按照重量比为1:1制成浆液，浆液的流动度直径为203mm，制好的浆液中按重量比边搅拌边均匀的加入浆液重量的2％的复合胶体胶凝材料，加完后继续搅拌1min，浆液流动度直径变为76mm。
实施例2
按质量百分比计，将碳酸钙占3％、无水氯化镁占0.5％、膨润土占46.5％、聚丙烯酸钠占50％混合均匀，制得复合胶体胶凝材料。
将水和黄土按照重量比为1:1制成浆液，浆液的流动度直径为203mm，制好的浆液中按重量比边搅拌边均匀的加入浆液重量的5％的复合胶体胶凝材料，加完后继续搅拌1min，浆液流动度直径变为71mm。
实施例3
按质量百分比计，将碳酸钙占20％、无水氯化镁占5％、膨润土占50％、聚丙烯酸钠占25％混合均匀，制得复合胶体胶凝材料。
将水和黄土按照重量比为1:1制成浆液，浆液的流动度直径为203mm，制好的浆液中按重量比边搅拌边均匀的加入浆液重量的2％的复合胶体胶凝材料，加完后继续搅拌1min，浆液流动度直径变为119mm。
实施例4
按质量百分比计，将碳酸钙占20％、无水氯化镁占5％、膨润土占50％、聚丙烯酸钠占25％混合均匀，制得复合胶体胶凝材料。
将水和黄土按照重量比为1:1制成浆液，浆液的流动度直径为203mm，制好的浆液中按重量比边搅拌边均匀的加入浆液重量的5％的复合胶体胶凝材料，加完后继续搅拌1min，浆液流动度直径变为89mm。
实施例5
按质量百分比计，将碳酸钙占3％、无水氯化镁占0.5％、膨润土占46.5％、聚丙烯酸钠占50％混合均匀，制得复合胶体胶凝材料。
将水和黄土按照重量比为1:0.8制成浆液，浆液的流动度直径为212mm,制好的浆液中按重量比边搅拌边均匀的加入浆液重量的2％的复合胶体胶凝材料，加完后继续搅拌1min，浆液流动度直径变为116mm。
实施例6
按质量百分比计，将碳酸钙占20％、无水氯化镁占5％、膨润土占50％、聚丙烯酸钠占25％混合均匀，制得复合胶体胶凝材料。
将水和黄土按照重量比为1:0.8制成浆液，浆液的流动度直径为212mm，制好的浆液中按重量比边搅拌边均匀的加入浆液重量的5％的复合胶体胶凝材料，加完后继续搅拌1min，浆液流动度直径变为132mm。
实施例7
按质量百分比计，将碳酸钙占40％、无水氯化镁占3％、膨润土占20％、聚丙烯酸钠占37％混合均匀，制得复合胶体胶凝材料。
将水和粉煤灰按照重量比为1:0.8制成浆液，浆液的流动度直径为215mm，向制好的浆液中按重量比边搅拌边均匀的加入浆液重量的3％的复合胶体胶凝材料，加完后继续搅拌1min，浆液流动度直径变为132mm。
实施例8
按质量百分比计，将碳酸钙占36％、无水氯化镁占4％、膨润土占40％、聚丙烯酸钠占20％混合均匀，制得复合胶体胶凝材料。
将水和粉煤灰按照重量比为1:0.9制成浆液，浆液的流动度直径为213mm，向制好的浆液中按重量比边搅拌边均匀的加入浆液重量的5％的复合胶体胶凝材料，加完后继续搅拌1min，浆液的流动度直径为130mm，。
实施例9
按质量百分比计，将碳酸钙占10％、无水氯化镁占2％、膨润土占38％、聚丙烯酸钠占50％混合均匀，制得复合胶体胶凝材料。
将水和粉煤灰按照重量比为1:0.9制成浆液，浆液的流动度直径为213mm，向制好的浆液中按重量比边搅拌边均匀的加入浆液重量的5％的复合胶体胶凝材料，加完后继续搅拌1min，浆液的流动度直径为122mm。