一种低温高效封堵煤柱漏风裂隙的喷涂密闭材料及漏风氧化治理方法与流程

本发明涉及煤炭自燃治理，具体涉及一种低温高效封堵煤柱漏风裂隙的喷涂密闭材料及漏风氧化治理方法。

背景技术：

1、喷涂密闭材料在煤自燃防治领域是为了应对煤矿环境中存在的自燃风险。自燃是由于煤中的化学反应导致的火灾，因此需要有效的密闭材料来隔离氧气、防止气体泄漏，从而减少自燃的可能性。

2、在煤矿巷道、储存仓等场所，喷涂密闭材料可用于涂覆煤体表面，形成一层密闭膜，防止空气和氧气进入，减少自燃风险。

3、目前的喷涂密闭材料包括以下几种种类：1)阻氧喷涂材料：特别设计以降低氧气渗透，有效隔离煤体和空气，减缓自燃的可能性；2)耐高温涂层：针对煤矿高温环境，喷涂耐高温涂层，提高煤体的热稳定性，减少自燃风险；3)防腐抗化学涂层：对抗煤体中可能存在的化学反应，延缓自燃的过程。

4、以上现有技术存在的问题包括：

5、1.耐久性和性能：一些喷涂密闭材料需要具备长时间的耐久性，以保持阻氧效果；

6、2.附着力和涂层均匀性：煤体表面的不规则性可能影响喷涂涂层的附着力和均匀性；

7、3.施工适应性：喷涂密闭材料需要适应煤矿复杂的地质和工程条件，确保施工的可行性和有效性；

8、4.成本：在考虑防治自燃的同时，需要综合考虑喷涂密闭材料的成本效益；

9、5.环保性：在煤矿环境中，喷涂密闭材料的使用也需考虑对环境的影响，避免对地下水和土壤造成污染。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种低温高效封堵煤柱漏风裂隙的喷涂密闭材料及漏风氧化治理方法，能够在煤岩体、金属、木材等表面高度粘结，附着力较强，喷涂到煤岩表面后形成聚合物涂层，封堵性能优异，能有效封闭闭墙及煤岩巷道表面裂隙，阻断漏风，隔绝空气。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明一个目的在于提供一种低温高效封堵煤柱漏风裂隙的喷涂密闭材料，由以下重量百分比的组分制成：

4、硅酸盐水泥30～45％，酸化海泡石5.2～8％，海藻酸钠1.5～5％，二维过渡金属硫化物2.1～4％，膨胀剂0.4～1.0％，早强剂0.5～2％，阻燃剂0.5～1％，其余为水。

5、优选地，所述二维过渡金属硫化物为二硫化钼。

6、优选地，所述膨胀剂选自聚丙烯酸钠、聚磷酸铵、瓜尔胶中的一种或多种。

7、优选地，所述阻燃剂选自硼酸锌、多聚磷酸铵、锡酸锌、季戊四醇中的一种或多种。

8、优选地，所述的早强剂选自氯化钠、氯化钙、氢氧化钙、晶核早强剂、硫酸钠、硝酸钙中的一种或多种。

9、本发明另一个目的在于提供一种低温高效封堵煤柱漏风裂隙的喷涂密闭材料的制备方法，包括以下步骤：

10、s1：按质量份数计称取各组分，所述超细硅酸盐水泥、酸化海泡石、海藻酸钠、二维过渡金属硫化物、膨胀剂、早强剂、阻燃剂进行搅拌混合均匀，制得粉料；

11、s2：将步骤s1得到的粉料与水按比例混合，搅拌均匀，即得喷涂密闭材料；

12、本发明第三个目的在于提供一种应用所述的低温高效封堵煤柱漏风裂隙的喷涂密闭材料的漏风氧化治理方法，包括以下步骤：

13、s1：清理作业区域，移除障碍物和堆积物；

14、s2：利用高压水清洗巷道表面；

15、s3：按照配比要求将水加入搅拌桶，启动气体源动力，通过压缩空气推动搅拌器旋转，加入粉料充分搅拌，搅拌速率为150～200r/min；10～15min搅拌完成后，降低搅拌转速至15～30r/min，保持低速搅拌；

16、s4：打开搅拌桶出料阀，将浆料输送至喷浆机螺旋泵，然后启动螺旋泵，使用喷头进行喷浆；

17、s5：喷浆完成后，立即清理现场，包括清洗设备和管道。

18、优选地，在进行喷浆操作时，首先从一个方向进行第一遍喷射，等待材料基本凝固后，然后从另一个方向进行第二遍喷射。根据需要，可进行2～3次复喷，确保将浆料均匀地喷洒在煤岩体、金属和木材的周围；在喷浆的过程中，坚持先顶后帮、从上向下的顺序。

19、本发明的有益效果在于：

20、1、本发明公开的喷涂密闭材料能够在煤岩体、金属、木材等表面高度粘结，附着力较强，喷涂到煤岩表面后形成聚合物涂层，能有效封闭闭墙及煤岩巷道表面裂隙，阻断漏风，隔绝空气；

21、2、本发明使用的酸处理改性的海泡石可以有效除杂，纯度更高；酸化的海泡石调节ph值至中性后析出sio2，分散性更强，海泡石表面形成更多的表面吸附位；该水凝胶具有阻燃性能，处理后的海泡石棒状形态拓展晶体内部孔道，比表面积变得更大；

22、3、本发明海藻酸钠(sa)天然线形高分子，与mos2和海泡石生成有固定孔道结构保护的tmds/asep/sa复合水凝胶，在含有较多的水分的同时，稳定性强、密闭性强，封堵性能优异；

23、4、本发明加入二维过渡金属硫化物，其表面具有丰富的活性位点，具有强大吸附能力，进而能够很好地与海藻酸钠和硅酸盐水泥中的sio2发生反应，生成复合水凝胶。

技术特征：

1.一种低温高效封堵煤柱漏风裂隙的喷涂密闭材料，其特征在于，由以下重量百分比的组分制成：

2.根据权利要求1所述的一种低温高效封堵煤柱漏风裂隙的喷涂密闭材料，其特征在于，所述二维过渡金属硫化物为二硫化钼。

3.根据权利要求2所述的一种低温高效封堵煤柱漏风裂隙的喷涂密闭材料，其特征在于，所述膨胀剂选自聚丙烯酸钠、聚磷酸铵、瓜尔胶中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种低温高效封堵煤柱漏风裂隙的喷涂密闭材料，其特征在于，所述阻燃剂选自硼酸锌、多聚磷酸铵、锡酸锌、季戊四醇中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种低温高效封堵煤柱漏风裂隙的喷涂密闭材料，其特征在于，所述的早强剂选自氯化钠、氯化钙、氢氧化钙、晶核早强剂、硫酸钠、硝酸钙中的一种或多种。

6.权利要求1至5任一项所述的一种低温高效封堵煤柱漏风裂隙的喷涂密闭材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.一种应用权利要求1至5任一项所述的喷涂密闭材料的漏风氧化治理方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的漏风氧化治理方法，其特征在于，在进行喷浆操作时，首先从一个方向进行第一遍喷射，等待材料基本凝固后，然后从另一个方向进行第二遍煤壁裂隙和金属网喷射；根据需要，可进行2～3次复喷，确保将浆料均匀地喷洒在的周围；在喷浆的过程中，坚持先顶后帮、从上向下的顺序。

技术总结
本发明公开了一种低温高效封堵煤柱漏风裂隙的喷涂密闭材料及漏风氧化治理方法，该材料由以下重量百分比的组分制成：硅酸盐水泥30～45％，酸化海泡石5.2～8％，海藻酸钠1.5～5％，二维过渡金属硫化物2.1～4％，膨胀剂0.4～1.0％，早强剂0.5～2％，阻燃剂0.5～1％，其余为水。该喷涂密闭材料能够在煤岩体、金属、木材等表面高度粘结，附着力较强，喷涂到煤岩表面后形成聚合物涂层，封堵性能优异，能有效封闭闭墙及煤岩巷道表面裂隙，阻断漏风，隔绝空气。

技术研发人员：任万兴,郭庆,贾慧霖,单成方,秦剑云,周中立
受保护的技术使用者：徐州吉安矿业科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4