[發明專利]一種用于煤田火區淺部采空區的滅火材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202210192539.6
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114470602B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 廖昕;丁宇琦;范茂基;姜維;朱磊;高庶楠;黃濤;席英偉;唐強
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: A62D1/00
• 分類號: A62D1/00;E21F5/00
• 代理公司: 成都正德明志知識產權代理有限公司 51360
• 代理人: 陳瑤

本發明公開了一種用于煤田火區淺部采空區的滅火材料及其制備方法，該滅火材料包括以下重量份原料：黃土25?35份、水8?12份、懸沙顆粒25?50份、無機防滅火材料10?20份、滅火固化膨脹材料15?30份、高分子固體滅火材料5?10份；本發明制得的煤田火區淺部采空區的滅火材料填充性能、流動性能以及保水性能較好，可快速降低煤田火區溫度，有效阻止空氣流動，從而防止煤田火區淺部采空區進一步燃燒，降低了煤田火區淺部采空區燃燒對大氣環境的破壞，同時，節省了滅火材料和降低了滅火成本，對煤田火區淺部采空區治理具有顯著的社會效益和經濟效益。

技術領域

本發明涉及滅火材料制備技術領域，具體涉及一種用于煤田火區淺部采空區的滅火材料及其制備方法。

背景技術

在我國新疆維吾爾自治區是煤田火燒區最為嚴重的地區之一，煤層火燒存在于侏羅系地層中。隨著近些年的開采，新疆多地存在煤田采空區，導致在開采過程中極易發生自燃現象，使得地面坍塌嚴重，并且產生大量裂隙，不僅會造成巨大的經濟損失，同時也會對生態環境造成嚴重危害。

煤田火防滅火的常用技術工藝包括剝離、注水、鉆探、注漿、覆蓋等五大技術工藝。注漿是防治煤田火區的主要工藝之一，現有煤田滅火工程中注漿材料主要為普通泥漿、發泡水泥漿和復合泥漿三種，其中，普通泥漿即為黃土與水的混合物，黃土的含沙量需要達到25-30％，沙子粒徑要在1-2mm之間等因素，因此，導致黃土選址較為困難，并且生態環境容易遭受破壞；發泡水泥漿主要由水、水泥組成，雖然在煤田滅火過程中實用性最高，但由于水泥凝固材料存在注漿阻力，不適用煤田火區淺部采空區治理，最終導致煤田火區淺部采空區滅火效果不理想；復合泥漿是目前使用效果最好的注漿材料，通過材料自身含水及粘結特性，實現煤田火區淺部采空區隔氧、降溫和阻燃作用，但現有的方法其成本相對較高，很難大量區域推廣使用。因此，迫切需要一種滅火效果好，制備成本較低的煤田火區淺部采空區的滅火材料。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種用于煤田火區淺部采空區的滅火材料及其制備方法，以解決現有技術制備的注漿材料制備成本高、滅火效果不理想的問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：提供一種用于煤田火區淺部采空區的滅火材料，包括以下重量份原料：黃土25-35份、水8-12份、懸沙顆粒25-50份、無機防滅火材料10-20份、滅火固化膨脹材料15-30份、高分子固體滅火材料5-10份。

本發明的有益效果為：黃土和水能夠形成泥砂漿，懸沙顆粒可以增加泥砂漿的粘稠性、保水性、滲透性；無機防滅火材料具有隔氧滅火效果；滅火固化膨脹材料具有填充堵漏、防止塌陷的作用；高分子固體滅火材料可以加快實現水的固體轉化，堵塞媒體裂縫，包裹高溫煤體，隔絕氧氣，當無機防滅火材料、滅火固化膨脹材料、高分子固體滅火材料同時加入泥沙漿中，各組分之間產生協同作用，不僅可以對粘稠性、保水性、滲透性的性能提升，同時也對一氧化碳具有一定的吸附作用，可加快滅火速度。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進：

進一步，該滅火材料包括以下重量份原料：黃土30份、水10份、懸沙顆粒40份、無機防滅火材料15份、滅火固化膨脹材料23份、高分子固體滅火材料8份。

進一步，懸沙顆粒的粒徑為1-2mm。

進一步，無機防滅火材料包括以下組分：硅酸鈣、硅藻土和膠體二氧化硅。

采用上述進一步技術方案的有益效果為：硅酸鈣耐火性好、隔熱性強，可以防火阻燃；硅藻土吸附性強、隔熱性強，市面運用性廣且廉價；膠體二氧化硅耐火性好，并且能增加一定的粘稠性，起到隔絕氧氣的效果。

進一步，無機防滅火材料中硅酸鈣、硅藻土和膠體二氧化硅的質量比為1：2.5-3.5：5.5-6.5。

進一步，無機防滅火材料中硅酸鈣、硅藻土和膠體二氧化硅的質量比為1：3：6。