[發明專利]礦用滅火材料添加劑及其應用

有效

• 申請號: 201710410438.0
• 申請日: 2017-06-03
• 公開（公告）號: CN107308583B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 吳俊波;屈振士;龐愛學
• 申請（專利權）人: 北票天寶耐火材料有限公司
• 主分類號: A62D1/00
• 分類號: A62D1/00;E21F5/08
• 代理公司: 21225 錦州遼西專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 王佳佳

一種礦用滅火材料添加劑及其應用，按重量份比組成為：40份?80份的硅酸鹽材料、0.1份?5份的增粘劑、1份?10份的分散劑、5份?20份的表面活性劑、1份?10份的懸浮劑、1份?10份的高分子吸水樹脂和1份?10份的稀釋劑。優點是：該滅火材料添加劑原料易得，成本低廉，容易實現，凝膠效果好，保水能力強，失水速度慢，適用添加于粉煤灰、黃泥和白泥等煤礦井下充填灌漿材料，具有優異的防滅火性能。

技術領域

本發明屬于防滅火材料領域，具體涉及一種礦用滅火材料添加劑及其應用。

背景技術

煤炭自燃引起的火災嚴重危害煤礦的安全生產。與世界其他主要產煤國相比，我國的低等級煤種多，自燃發火的礦井范圍廣、數量多，是世界上煤炭自燃發火率最高的國家之一。

目前，我國的新疆、寧夏、內蒙古等省還存在著大面積的煤田火災，每年燒損煤量1000萬噸～1360萬噸，經濟損失超過200億元。煤自燃不僅燒毀大量的煤炭資源，而且產生大量的SO₂、CO、CO₂等有毒有害氣體，嚴重污染環境并危及井下人員的生命安全，同時煤炭自燃還會誘發瓦斯、煤塵爆炸，我國每年都有多起此類重大惡性事故的發生，給礦井帶來了巨大的災難。

為有效的防治煤炭自燃，目前普遍采用氮氣、阻化劑、灌漿、凝膠和三相泡沫等防滅火技術。其中凝膠具有覆蓋性能好、吸熱降溫能力強的優點，但是具有擴散范圍小，流動性能差的缺點；三相泡沫具有擴散范圍廣，滅火速度快的優點，但是其泡沫破滅后覆蓋性能和吸熱降溫性均比較差。

而灌漿是我國煤礦井下最主要的防滅火手段之一，泥漿能夠吸熱降溫,對煤體還有包裹作用,達到隔氧的目的，防滅火效果顯著。灌漿防滅火時，漿液濃度對防滅火的效果影響很大，若提高漿液濃度，粉煤灰易在管路中沉降,出現堵塞管路的問題。為解決上述問題，本領域使用大水灰比(8:1-20:1)來解決此問題。但這種稀灰漿下井后，大部分灰隨水四處流淌，靜止后又馬上水灰分離，不僅使礦山井下灰水四溢，而且大大增加了礦井向地面排水的工作量、電耗及水泵的磨損。井下四處堆積著分散的粉煤灰堆，嚴重污染井下工作環境。而且，在水灰分離、水從灰中流失的同時，空氣進入灰漿中，造成炭粒與氧的大面積直接接觸，給井下多處帶來炭陰燃、炭自燃的危害。實踐和理論證明，大水灰比輸漿下井充填，不僅效果差，綜合成本高，而且附加工作量也很大，不能在礦山推行。

近年發展起來的復合膠體防滅火技術主要是利用煤礦現有的灌漿系統，將水和制漿原料(黃土或粉煤灰等)配制成高濃度漿液,并加入稠化懸浮劑防止其沉淀，然后通過灌漿管路輸送至使用地點，并加入極少量的膠凝劑，混合后注入發火部位形成凝膠，達到防滅火作用。該技術具有滅火速度快、安全性好、火區復燃性低等特點。但是目前使用的添加劑存在成本高、膠凝效果差等缺點。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種礦用滅火材料添加劑及其應用，該滅火材料添加劑原料易得，成本低廉，容易實現，凝膠效果好，保水能力強，失水速度慢，適用添加于粉煤灰、黃泥和白泥等煤礦井下充填灌漿材料，使其具有優異的防滅火性能。

本發明的技術解決方案是：

一種礦用滅火材料添加劑，其適用于粉煤灰、黃泥和白泥等煤礦井下充填灌漿材料，所述添加劑的重量份比組成為：40份-80份的硅酸鹽材料、0.1份-5份的增粘劑、1份-10份的分散劑、5份-20份的表面活性劑、1份-10份的懸浮劑、1份-10份的高分子吸水樹脂和1份-10份的稀釋劑。

進一步的，所述硅酸鹽材料為含硅酸鹽的天然或人工材料，例如，含硅酸鹽的天然材料選自，包括但不限于，蒙脫石、綠脫石、貝得石、水玻璃、鋰皂石、皂石、鋅皂石、斯皂石、斑脫石、高嶺土和伊利石中的一種或幾種，所述含硅酸鹽的人工材料選自，包括但不限于，硅酸鈉、硅酸鈣、硅酸鎂和硅酸鋁中一種或幾種。

進一步的，所述增粘劑選自三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉或多聚磷酸鈉。