[發明專利]預防煤炭自燃的阻化劑及制備和使用方法

有效

• 申請號: 200810012585.3
• 申請日: 2008-07-29
• 公開（公告）號: CN101487399A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 王繼仁;鄧存寶;孫艷秋;鄧漢忠;王雪峰
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: E21F5/08
• 分類號: E21F5/08;C09K3/00
• 代理公司: 阜新市和達專利事務所
• 代理人: 邢志宏;趙景浦

技術領域

本發明屬于阻化劑及制備方法，特別涉及一種能夠預防煤炭自燃的阻化劑及制備方法。

背景技術

煤礦火災是威脅煤礦安全生產的主要災害之一，其中以煤炭自燃火災最為嚴重，因此它一直是礦井防滅火的攻關重點；煤炭自燃不僅燒毀了寶貴的資源，產生大量的CO、CO₂和SO₂等有毒有害氣體，危害工人的健康和生命，污染環境，還能夠誘發瓦斯、煤塵爆炸事故的發生；據統計，在我國國有重點煤礦中，存在煤炭自燃的礦井占礦井總數的56％，煤炭自燃引起的火災占礦井火災總數的90％～94％；在新疆、寧夏、內蒙古、甘肅、青海、陜西、山西等7個省自治區，煤田火區燃燒面積累計達720km²，每年燒毀煤炭1000～1360萬噸，間接呆滯優質煤炭有2億噸；據初步估算，煤田自燃每年至少造成200億元的經濟損失；煤炭在儲存與運輸過程中也易發生自燃，煤炭自然發火事故已造成嚴重的資源和經濟損失；因此認識煤的自燃機理并采取有效措施防治煤的自燃災害具有十分重要的理論與現實意義。

煤炭自燃是威脅煤礦安全生產、煤炭貯運和污染環境的重大災害；由于煤自燃過程和礦井開采過程的復雜性，專家在煤自燃機理理論和有效預防技術方面進行了大量研究；在自然發火防治方面，已經研究出了多種阻化劑或阻化材料如氯化鎂、氯化鈣、氯化鈉等無機鹽；無機鹽吸水液阻化劑的阻化機理為：(1)物理作用：阻化劑水溶液吸附在煤表面以后，吸附了空氣中的水分并能侵入到煤的裂隙中和覆蓋在煤的表面，并將煤炭顆粒的空隙堵住，以此隔絕空氣；同時這些吸水性很強的藥劑，能使煤體長期處于含水潮濕狀態，水在蒸發時的吸熱降溫作用使煤體在低溫氧化時溫度不能升高，從而抑制了煤的自熱和自燃；(2)化學作用的負催化作用：有自燃傾向性的煤中，有一種易于被空氣低溫氧化的活性物質；在煤與氧化學反應中，反應進行的難易和快慢主要決定于反應物之間活化能的大小和活性分子之間的有效碰撞幾率；煤內有阻化劑CaCl₂和MgCl₂等藥劑存在時，阻化劑分子和煤表面的活性物質分子之間相互吸引，破壞了表面自由力場，促使氧原子回復到分子狀態，提高了反應的活化能，也減少了反應物分子之間的有效碰撞機會，使氧化反應速度受到抑制，起到了一種負催化作用；但是目前的惰化、阻化防滅火技術，都沒有從理論方面做深入研究；以阻化防滅火為例，以往的研究只加入阻化劑的噴灑方法，預防煤炭自燃的阻化機理和根據不同煤種如何選擇何種阻化劑以及阻化劑的定量研究方面未見有過相關報道，目前應用的阻化劑沒有針對煤種來選擇；對于某些自燃煤，只是按經驗確定阻化劑、噴灑量和噴灑法，沒有根據不同煤種進行預防煤的自燃，有時阻化劑起不到阻化作用。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術不足，提供一種根據煤的不同化學結構，降低煤與氧化學反應的活性，阻化效果好的預防煤炭自燃的阻化劑及制備方法。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：一種預防煤炭自燃的阻化劑，由以下四種化學藥品原料組成，按重量計：氯化鎂88份；四硼酸鈉和葡萄糖酸鈉按1∶9至6∶4的任一比例混合4份，十二烷基硫酸鈉8份；以上四種原料均粉碎成100目以下，均勻混合成阻化劑粉。

氯化鎂，又稱六水氯化鎂，分子式MgCl₂·6H₂O，分子量203.30，白色易潮解的單斜晶體，有苦咸味，易溶于水和乙醇，密度1.569g/cm³，熔點117℃，水溶性2350g/L(20℃)，用作滅火劑，無毒。

四硼酸鈉，又稱硼砂，分子式Na₂B₄O₇·10H₂O，分子量381.37，無色半透明結晶體或白色單斜晶系結晶粉末，無嗅，味咸，易溶于水和甘油，密度1.730g/cm³，熔點75℃，水溶性60g/L(20℃)，在空氣中易失去結晶水而成為白色粉末，用作防腐劑，無毒。

葡萄糖酸鈉，又稱五羥基乙酸鈉，分子式C₆H₁₁NaO₇，分子量218.13，白色或淡黃色結晶性粉末，易溶于水，微溶于醇，不溶于醚，用作鋼鐵表面處理劑。