[發明專利]一種礦用防滅火劑組合物及其制備和使用方法

在審

• 申請號: 201010617828.3
• 申請日: 2010-12-22
• 公開（公告）號: CN102114316A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 趙平
• 申請（專利權）人: 北京林豐源生態科技有限公司
• 主分類號: A62D1/00
• 分類號: A62D1/00
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 呂中強

技術領域

本發明屬于礦山廢棄物治理和消防技術領域，涉及一種防滅火劑組合物及其制備和使用方法。

背景技術

煤矸石是煤炭開采與加工過程中排放的一種含碳量低、灰分高的固體廢棄物，約占煤炭產量的10％～15％。煤矸石的大量排出形成矸石山，不僅占用寶貴的土地資源，破壞自然景觀，而且還會發生自燃，嚴重污染礦區大氣環境，損害人體健康。防治煤矸石山自燃是當前煤炭行業一非常緊迫的任務。

矸石山自燃是一種比較特殊的燃燒系統，可分為自燃孕育期、自燃發展期和自燃結束期三個類型。它與一般的火災有很大差別，如燃燒發展過程十分緩慢而隱蔽，火區的轉移靠火焰或陰燃傳播，或者氣流傳播，易復燃等。需采用特殊的防滅火工程。

預防或熄滅自燃矸石山的根本途徑是清除燃料、降溫和隔氧。現有技術中采用的主要方法有：1.消除可燃物法；2泡沫法；3.覆土法；4.挖除火源法；5.注水法；6.注漿法等。其中注漿法被認為是最有效的方法。它是在燃燒區打孔，以注漿管對深部或淺部注入固體濃度15％的含土壤的堿性漿液，依靠水的蒸發降溫和物質的包裹隔氧作用，達到預防或熄滅自燃矸石的目的。

注漿采用的材料通常為黃土、巖葉、矸石、粉煤灰、尾礦等，細粒化后加水制備成漿液后，再借助機械的力量將其壓入矸石山內部，讓漿液滲透充填到矸石的空隙中。但是，實際操作中難度大，滅火效果遠不盡人意。主要存在以下問題：

1)注漿是以重力流動性滲入封堵燃燒區近處的孔洞、間隙阻斷空氣和以水分蒸發降溫達到滅火效果。由于漿液固體含量低，顆粒物易沉漿聚集，影響注漿到位。

2)注漿材料水分含量大，易產生大量水蒸氣，煤干餾產生的可燃性氣體會增加，同時會誘發更多的煤矸石氧化。

3)注漿后隨著水分的蒸發，漿液骨料難以形成連續密實的封堵層，易形成漏風通道，影響隔氧效果或引發煤矸石復燃。

發明內容

本發明的目的在于提供一種效率高、成本低、環保、節水型的防滅火材料，能克服現有滅火材料漿液固體含量低、顆粒物易沉漿聚集，煤干餾產生的可燃性氣體誘發更多的煤矸石氧化及漿液骨料難以形成連續密實的封堵層，易形成漏風通道，影響隔氧效果或引發煤矸石復燃的等缺陷，應用于礦山廢棄物治理工程。

為實現上述目的，本發明的原則是以隔斷斷氧為目標，以封堵煤矸石山體的孔洞和間隙為手段，采用專業機械設備進行噴射注漿全面封堵，起到有火滅火、無火防火，防火滅火兼顧的作用。

一種礦用防滅火劑組合物，原料組成質量百分比為：

1.玻璃纖維類，如防火棉填充材料，纖維長度＜6mm，1.0％～3.0％

2.石灰，以脫硫石灰為宜，3.0％～6.0％

3.黃土(二類黃土，含砂量＜10％)，3.5％～6.1％

4.惰性顆粒物(粉煤灰)，3.1％～6.2％

5.黏合劑(丙烯酰胺)，0.01％～0.03％

6.保水劑(SAP-高吸水性樹脂Super?Absorbed?Polymer，吸水率500倍)，0.01％～0.03％

7.分散劑(二氧化硅)0.002％～0.013％

8.水(礦山再生水)80％～90％。

配置工藝：

1.對固體材料過篩，細度控制在2mm以下；細度過大的材料，需破碎、篩分后再使用。

2.按物料配比，稱量各材料組分。

3.向攪拌罐內注水礦用水，先將防火棉加入罐內進行攪拌至充分浸潤，然后分別加入二類黃土、粉煤灰和脫硫石灰，攪拌20～30分鐘；

4.再將剩余的丙烯酰胺膠、保水劑、二氧化硅等各組分材料加入攪拌器，攪拌10～30分鐘，讓漿料形成均勻且充分懸浮狀態。

使用方法：

1.按作業規劃設計的深度和密度要求，預先在煤矸石山治理作業區鉆孔，鉆桿為特制開孔鉆桿。

2.達到設計深度的鉆桿預留在治理作業區；

3.注漿專用設備或功能相近的設備通過壓力軟管與鉆桿連接，將漿料灌注到矸石層內。注漿壓力0.5～0.8MPa，流量1～2m³/h，時間：至孔口出現持續反流時為止。

4.作業時，可單管或多管同時注漿，直至全部鉆桿注完。

5.視降溫滅火效果確定是否補灌，達到設計要求后拔除鉆桿。

發明原理：