[發(fā)明專利]一種生活污泥灰基火區(qū)巷道封堵材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810166158.4
• 申請(qǐng)日: 2018-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN108298927B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧前明;李曉疆;王震;婁芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南工程學(xué)院;新疆維吾爾自治區(qū)煤炭科學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C04B28/06
• 分類號(hào): C04B28/06;C04B111/28;C04B111/34
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 鄭園;孫詩(shī)雨

本發(fā)明涉及煤礦施工領(lǐng)域，特別是指一種生活污泥灰基火區(qū)巷道封堵材料及其制備方法。包括以下原料：硅酸鹽水泥熟料、鋁酸鹽水泥、生活污泥灰、焦寶石、聚羧酸減水劑、萘系減水劑、三乙醇胺、氯化鈣，二水石膏，硫酸鋁、聚丙烯纖維、短切玄武巖纖維以及水。本發(fā)明的封堵材料具備耐高溫性能，通過(guò)鋁酸鹽水泥、焦寶石骨料、玄武巖纖維三種成分的耦合作用，使得密閉材料在煤礦火區(qū)高溫氣流作用下，仍具備一定抗壓及抗裂性能，有效隔離有害氣體，實(shí)現(xiàn)快速封堵，保證煤礦工人及救護(hù)人員的安全。本發(fā)明封堵材料制備工藝簡(jiǎn)單，制備過(guò)程中只需將干料按比例混合送入井下，再加入混有外加劑的溶液拌合均勻即可，采用單管輸送，極大簡(jiǎn)化了輸送工藝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦施工領(lǐng)域，特別是指一種生活污泥灰基火區(qū)巷道封堵材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)城市人口的不斷增多，城市生活污水排放量日益增大，污泥作為污水處理過(guò)程中的固體廢物，產(chǎn)量也急劇增加，致使污泥的處置問題日益嚴(yán)重。污泥當(dāng)中大部分為有機(jī)腐殖質(zhì)，同時(shí)還含有大量的病原體、微生物以及銅、鉛、鋅、汞等重金屬有害成分，甚至含有少量的微量元素和難降解的有機(jī)污染物，如果處理不當(dāng)，將嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。目前，我國(guó)生活污泥的處理多采用堆放或填埋，這種處理方式占用大量土地資源，同時(shí)，污泥中的所含的重金屬元素滲透到土壤及水源中，將造成二次污染。生活污泥的無(wú)害化處理方式包括作為肥料或者土壤改良劑，生產(chǎn)水泥的原材料、堿激發(fā)膠凝材料的活性添加劑以及進(jìn)行焚燒處理等，其中焚燒處理可大大降低污泥體積，殺死病原體，使有機(jī)質(zhì)碳化，而焚燒產(chǎn)生的污泥灰極少得到有效處理，很容易造成二次污染。

火災(zāi)是煤礦主要災(zāi)害之一，煤礦井下封閉空間內(nèi)一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)迅速蔓延，產(chǎn)生大量有毒有害氣體，甚至引發(fā)瓦斯煤塵爆炸，造成嚴(yán)重的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失，為防止煤層自燃所產(chǎn)生的有害氣體擴(kuò)散，需要及時(shí)封堵火區(qū)巷道，將自燃區(qū)、有害氣體源或瓦斯聚集區(qū)進(jìn)行隔離，以保障煤礦工人和救護(hù)人員的生命安全，因此，研究煤礦火區(qū)巷道封堵材料對(duì)煤礦安全生產(chǎn)十分重要。

煤礦常用的封堵材料有料石封堵材料、鋼筋混凝土封堵材料、高水材料及氣囊封堵材料等，其中，料石、鋼筋混凝土材料原料數(shù)量、重量相對(duì)較大，輸送艱難，成本高、作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大、時(shí)間長(zhǎng)，在施工方面不具備優(yōu)勢(shì)，此外，料石及鋼筋混凝土是剛性材質(zhì)，在承受頂板礦山壓力時(shí)，密閉墻體很難起到讓壓作用，極易被壓壞，失去密閉作用。高水材料具有良好的流動(dòng)性，凝結(jié)時(shí)間短，但在高溫環(huán)境中，強(qiáng)度、密實(shí)性大幅降低，極易破壞，失去封堵作用。氣囊密閉雖然能夠快速地隔絕采空區(qū)，但難以填充到每個(gè)縫隙和低凹處，氣囊極易被巷道壁面巖石或其它尖銳物劃破，其承載能力有限，只能作為臨時(shí)密閉。傳統(tǒng)的封堵材料均有自身的局限性，在礦井火災(zāi)治理工作中，急需一種便于施工、耐高溫、可快速構(gòu)筑、在礦山壓力作用下仍能保證密閉性的火區(qū)巷道封堵材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種生活污泥灰基火區(qū)巷道封堵材料及其制備方法，解決了傳統(tǒng)的封堵材料均有自身的局限性，在礦井火災(zāi)治理工作中，急需一種便于施工、耐高溫、可快速構(gòu)筑、在礦山壓力作用下仍能保證密閉性的火區(qū)巷道封堵材料的技術(shù)問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種生活污泥灰基火區(qū)巷道封堵材料，包括以下重量份的原料：硅酸鹽水泥熟料15-20份、鋁酸鹽水泥10-15份、生活污泥灰15-20份、焦寶石45-60份、聚羧酸減水劑0.06-0.1份、萘系減水劑0.1-0.4份、三乙醇胺0.01-0.015份、氯化鈣0.4-0.7份，二水石膏0.6-1份，硫酸鋁0.2-0.5份、聚丙烯纖維0.03-0.06份、短切玄武巖纖維0.06-0.12份以及水80-100份。

所述鋁酸鹽水泥中Al₂O₃的含量為50-60 wt%，鋁酸鹽水泥的比表面積≥350 m²/kg。

所述聚羧酸減水劑為粉末狀固體，減水率不小于25%，泌水率比不大于60%，比表面積≥200 m²/kg。