[發明專利]一種赤泥基滅火及防自燃材料

有效

• 申請號: 202010421843.4
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN111514508B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 李軍;師杰;王朝鋒;曾佳;王春彩
• 申請（專利權）人: 開封大學
• 主分類號: A62D1/00
• 分類號: A62D1/00;E21F5/06
• 代理公司: 鄭州亦鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 41188
• 代理人: 張夏謙

本發明公開一種赤泥基滅火及防自燃材料，屬于滅火材料技術領域，該材料為粉體與水混合制成的漿體，其水灰比0.5?0.7，所述粉體由以下重量百分比的原料組成：赤泥65?75％、熟石灰粉10?20％、廢石膏5?10％、復合激發劑7?14％。本發明以工業廢渣赤泥、廢石膏以及熟石灰粉為主要原料，上述原料均為超細粉體，直接加水攪拌成漿體灌注，無需烘干粉磨等復雜工序，成本低廉、生產和使用簡單方便。

技術領域

本發明屬于滅火材料技術領域，具體涉及一種赤泥基滅火及防自燃材料。

背景技術

煤矸石是煤礦開采和選煤過程中產生的固體廢棄物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量低、比煤堅硬的黑灰色巖石。隨著國民經濟發展，對于煤炭需求日益增長，煤炭產量逐年增加。據統計，2013年我國煤炭產量約37億噸，煤矸石排放總量達到7.5億噸，2015年煤矸石累計堆存量高達45億噸，占地面積7500m²，構成大小不一的煤矸石山數千座。這些數量巨大的煤矸石山，約有1/4的矸石山長期自燃。這是因為，煤矸石中含有硫、碳、水成分，硫為可自燃物質，碳為可燃物質，二者構成矸石山的自燃基礎，而氧氣和水分則是矸石自燃的必要條件。其中，硫以硫鐵礦、有機硫、硫酸鹽化合態等存在，硫鐵礦中的硫是在缺氧的條件下生成并存在于煤和煤系地層之中，呈晶體和結核狀態，經采出堆放露天場地后，由于和空氣中的氧接觸，再加上微生物的作用便會發生氧化，氧化反應過程伴隨大量的熱量放出，生成H₂SO₄，進一步加速了硫化鐵的分解，日積月累，矸石山內部的熱量不斷累積，溫度不斷升高，當溫度達到煤的燃點(一般為360℃)時，便可將矸石中的煤點燃，從而使矸石山自燃，而煤矸石自燃時，每m²煤矸石24h放出SO₂6.5kg、CO10.8kg、H₂S和NO_X 0.6kg，同時還伴有大量煙塵，不僅污染大氣環境、抑制周圍農作物生長，還嚴重損害人體健康。

而且由于煤矸石山屬人工再造，自然形成圓錐形狀，內部空隙較大，容易形成煙囪效應，同時矸石山底部的野風流漩渦大幅增加了矸石山內部的供氧量，促進了煤矸石的快速燃燒，0提高了矸石山內部的氧化升溫速度，釋放出的熱量逐漸在矸石山內部聚積，燃燒溫度很高。在高溫環境下，矸石自燃產生的可燃氣體有可能在矸石山內部發生爆炸，導致矸石山發生坍塌、噴爆或爆炸等事故，同時產生大量有毒有害氣體，將會造成人員傷亡及財產損失等重大問題。

因此，針對煤矸石自燃的現象，需要采取有效的自燃防治措施，目前，主要包括火區溫度紅外成像探測技術、熱管深部移熱技術、噴灑阻化劑、深部注漿(注水)、挖除火源法以及表面覆蓋法。根據煤矸石自燃的特征，在選擇防治方法時，需要考慮這種方法是否能夠根除矸石內部及表面的自燃點，首先通過勘探測溫手段確定矸石燃燒的深度和范圍，然后根據存在的燃燒去的范圍確定采取的滅火方法。一般第一燃燒區出現在矸石堆積體有裂隙和斜坡的地帶，溫度在40-170℃之間；第二燃燒區在堆積體表面下2-3m區域內，溫度在300-700℃之間；第三燃燒區位于堆積體延伸7-10m的范圍內，溫度在700-1200℃。對于僅存在第一燃燒區的小型的矸石堆積體，可以通過表面封閉法等處理；對于存在第二燃燒區的中型矸石堆積體，應該采用淺孔注漿為主的方法處理；對于3個燃燒區并存的大型矸石堆積體，必須采取以深孔加壓注漿為主的方法治理。因此，注漿法是目前國內外在治理煤矸石山自燃時最廣泛采用，也最為有效的滅火方法。煤矸石山自燃后一般采用打鉆注漿法或石灰乳注漿法。