CN103063093B - 水炮泥 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降温、降尘和消焰效果更好的水炮泥，该水炮泥，包括外包装膜（1）和密封于外包装膜（1）内的液体（2），液体（2）为水溶液，水溶液按重量计含消焰剂0.5～8％。水溶液按重量计还可含有发泡剂0.2～0.7％、亚硝酸钠0.3～0.5％。传统的水炮泥中的液体为水，所以其降温、降尘和消焰的效果较差，本发明在水中加入消焰剂，使得水炮泥的降温、降尘和消焰的效果更好，也能降低事故的发生率；加入发泡剂和／或亚硝酸钠能够进一步的提高降温、降尘和消焰的效果，具有良好的推广应用价值，可规模化生产。

Description

水炮泥
技术领域
本发明属于采矿爆破技术领域，具体涉及一种降温、降尘和消焰效果更好的水炮泥。
背景技术
目前，炮采落煤的产量占全国煤炭产量的比例很高，特别在南方的一些地质赋存条件差的地区及小煤矿，炮采落煤仍是重要的采煤方法。
由于爆破工艺技术存在参差不齐，由此造成的爆破事故和由爆破引起的瓦斯、煤尘爆炸事故的比例仍居高不下，是煤矿引发重大安全事故的主要因素之一。其中炮孔封堵不良引起的事故占到25%以上，因此研究合理的封堵方法和使用新型水炮泥替代传统水炮泥是解决爆破事故的重要手段。
在煤矿井下爆破作业中，早期的封口方法是使用手工制作的黄泥封堵炮孔。黄泥的制作是用一般的黄粘土，掺入一定比例的细沙，加水揉搓制作而成。制作费时费力，由于需要量大，加工质量较差，工人劳动强度大，经常出现封泥供应不足，装填不实或间断封泥等现象，很难使封堵质量达到比较合理的设计要求，影响爆破安全和爆破效果。
虽然现在市场上出现了一些生产炮泥的机械，可以生产比较整齐的不同规格的炮泥，但是以生产黄泥为主要原料的炮泥居多，爆破过程中仍然存在消焰、降尘效果较差的现象。
目前，传统的水炮泥的外包装膜是用普通的聚乙烯膜制作而成，内部充满水。用传统的水炮泥封堵炮孔时，由于传统的水炮泥只含一定量的水，所以只起到一定的降温、降尘效果。并且由于传统的水炮泥所用包装膜的强度及密度较小，强度低、伸长率较高，所述易变形和渗水，变形后与炮孔壁不能充分接触，起不到良好的封堵作用和提高爆破落煤的效果，更重要的是在煤矿爆破作业中基本不能起到消焰的作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种降温、降尘和消焰效果更好的水炮泥。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：水炮泥，包括外包装膜和密封于外包装膜内的液体，液体为水溶液，水溶液按重量计含消焰剂0.5～8％。
其中，所述消焰剂为氯化钾和／或氯化钠。
进一步的，所述消焰剂为氯化钾和氯化钠，水溶液按重量计含氯化钾1～3％和氯化钠1～3％。
其中，上述水炮泥中，水溶液按重量计还含有发泡剂0.2～0.7％。
其中，所述发泡剂为亚硝酸钠。
进一步的，水溶液按重量计含亚硝酸钠0.3～0.5％。
其中，上述水炮泥中，水溶液按重量计还含有碳酸氢钠0.5～5％。
进一步的，水溶液按重量计含有碳酸氢钠1～3％。
其中，上述水炮泥中，所述外包装膜为PE干式复合膜。
本发明的有益效果是：传统的水炮泥中的液体为水，所以其降温、降尘和消焰的效果较差，本发明在水中加入消焰剂得到含0.5～8％消焰剂的水溶液，使得水炮泥的降温、降尘和消焰的效果更好，也能降低事故的发生率。本发明水炮泥的水溶液中还含有0.2～0.7％的发泡剂，发泡剂可以产生一定量的气泡，并且气泡主要成分为惰性气体（不会助燃），能使水炮泥保持更加坚挺的状态，使炮孔封堵更加优良，降低事故的发生率，也能进一步促进水炮泥的降温、降尘和消焰的效果。本发明水炮泥的水溶液中还含有0.5～5％的碳酸氢钠，碳酸氢钠在高温作用下能够产生无毒无害气体二氧化碳，所以在炮孔爆炸瞬间，挥发的二氧化碳气体会笼罩住爆轰气体产物，从而阻断爆轰气体与外界氧气的燃烧，进一步降低事故发生率和提高水炮泥的降温、降尘和消焰的效果。本发明的外包装膜采用市售的高强度、高密度PE干式复合膜，使水炮泥不易变形，封装更加严密，外表光滑，易于装填。
附图说明
图1为本发明水炮泥的结构示意图。
图中标记为：1是外包装膜，2是液体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
在井下爆破作业中，每一个炮孔，尽管封堵良好，但是在爆破实施的瞬间，炮孔起爆点部位仍然是相当薄弱的，特别是正向起爆的装药炮孔，一旦封堵不良，高速的冲击波和高温高压的爆轰产物就会首先沿炮孔处冲出，引发事故。本发明水炮泥，如图1所示，包括外包装膜1和密封于外包装膜1内的液体2，液体2为水溶液，水溶液按重量计含消焰剂0.5～8％。本发明水炮泥中加入了一定量的消焰剂，起到了良好的降温、降尘和消焰的效果，最大限度地阻断了爆轰产物与瓦斯煤尘的反应，降低事故的发生率，较传统的水炮泥在消焰、降温、降尘方面更具有优势。
本发明所述的消焰剂可以是氯化钾、氯化钠、氯化铵，甚至硝酸钠和硝酸钾等含有碱金属的盐及卤元素和磷系化合物，这些均可起到抑制瓦斯爆炸的作用。优选的，为了使消焰的效果更好，所述消焰剂为氯化钾和／或氯化钠。
进一步的优选的，所述消焰剂为氯化钾和氯化钠，水溶液按重量计含氯化钾1～3％和氯化钠1～3％。本发明含氯化钾1～3％和氯化钠1～3％；发明人发现适宜含量的氯化钠造成炸药爆炸性能降低的幅度要明显高于氯化钾；而发明人又发现氯化钾的瓦斯抑爆效果优于氯化钠的43%左右，那么在条件许可的条件小，采用氯化钾作消焰剂就可保证在安全性达标的情况下研制出威力足够大的高安全煤矿许用型炸药品种；因此，本发明采用氯化钾1～3％和氯化钠1～3％作为消焰剂能够最大程度的提高消焰效果。另外，发明人发现在同一温度下，不同的消焰剂对瓦斯引火延迟时间的影响有很大差别，延迟时间越长，消焰作用愈大，比如氯化钾在800℃时延迟时间为5.6，而氯化钠为0.6；氯化钠和氯化钾的搭配能够在常规引火温度区间内都能保持较长的引火延迟时间，保证消焰效果。本发明采用氯化钾1～3％和氯化钠1～3％作为消焰剂取得了预料不到的技术效果。
优选的，上述水炮泥中，水溶液按重量计还含有发泡剂0.2～0.7％。发泡剂可以产生一定量的气泡，能使水炮泥保持更加坚挺的状态，使炮孔封堵更加优良，降低事故的发生率；并且气泡主要成分为惰性气体，不会助燃，在炮孔爆炸瞬间，能够起到一定阻断爆轰气体与外界氧气接触的作用，进一步促进水炮泥的降温、降尘和消焰的效果。
本发明所述的发泡剂可以分为无机和有机两类，无机的如碳酸氢钠、膨胀珍珠岩、空心玻璃微球等。有机的如H型发泡剂、AIBN型发泡剂、BSH型发泡剂、BDSH型发泡剂、DPT型发泡剂、发泡助剂等。优选的，为了使水炮泥降低事故发生率和消焰的效果更好，所述发泡剂为亚硝酸钠，使用亚硝酸钠产生的气泡大小合适、分布均匀、储存稳定。进一步优选的，水溶液按重量计含亚硝酸钠0.3～0.5％。
优选的，上述水炮泥中，水溶液按重量计还含有碳酸氢钠0.5～5％。碳酸氢钠在高温作用下能够产生无毒无害气体二氧化碳，所以在炮孔爆炸瞬间，挥发的二氧化碳气体会笼罩住爆轰气体产物，从而阻断爆轰气体与外界氧气的燃烧，进一步降低事故发生率和提高水炮泥的降温、降尘和消焰的效果。另外，碳酸氢钠与亚硝酸钠组合使用，可以使亚硝酸钠在高温下快速发泡，提高亚硝酸钠降低事故发生率和消焰的效果。进一步优选的，水溶液按重量计含有碳酸氢钠1～3％。
优选的，上述水炮泥中，所述外包装膜1为PE干式复合膜。本发明的外包装膜1采用市售的高强度、高密度PE干式复合膜，熔点比一般的聚乙烯高，约在126~136℃，不仅适用于常温环境使用，同时也适用于高温、高瓦斯环境的作业，适用的炮孔温度范围大约在0~90℃；本发明水炮泥不易变形，封装更加严密，外表光滑，易于装填。
本发明水炮泥外径及长度可根据用户需要任意调整生产，首先将一定量的消焰剂加水溶解，然后加入发泡剂和碳酸氢钠混合均匀，用PE干式复合膜进行罐装即可。罐装可采用美国迪博泰公司生产的RCEG-12Rotaclip封装机，耐磨泵泵送灌装，生产效率高。以生产Ф32-250mm或Ф35-250mm炮泥为例，每分钟可以生产300根，可形成规模化生产。
下面通过实施例对本发明的具体实施方式作进一步的说明，但并不因此将本发明范围限制在实施例之中。
实施例一  本发明只含消焰剂的水炮泥
将一定量的氯化钾和氯化钠加水溶解，送入美国迪博泰公司生产的RCEG-12Rotaclip封装机进行罐装，外包装膜1采用市售的PE干式复合膜，生产得到水炮泥，水炮泥的水溶液含氯化钾1.5％，氯化钠1.5％。
将本实施例得到的水炮泥使用在煤矿开采时，炸药和雷管按爆破设计说明书进行装填之后，在每个炮孔装入3根水炮泥，在水炮泥之后堵孔，主要用三合土或黏土，根据炮孔的直经和长度，全部堵满为止。
本实施例的水炮泥和传统水炮泥现场对比试验结果如表1。
表1  某矿井回采、掘进工作面现场对比试验结果
实施例二  本发明含消焰剂和发泡剂的水炮泥
将一定量的氯化钾和氯化钠加水溶解，再加入一定量的亚硝酸钠进行混合，然后送入美国迪博泰公司生产的RCEG-12Rotaclip封装机进行罐装，外包装膜1采用市售的PE干式复合膜，生产得到水炮泥，水炮泥的水溶液含氯化钾2％、氯化钠2％、亚硝酸钠0.37％。
将本实施例得到的水炮泥使用在煤矿开采时，炸药和雷管按爆破设计说明书进行装填之后，在每个炮孔装入3根水炮泥，在水炮泥之后堵孔，主要用三合土或黏土，根据炮孔的直经和长度，全部堵满为止。
本实施例的水炮泥和传统水炮泥现场对比试验结果如表2。
表2  某矿井回采、掘进工作面现场对比试验结果
实施例三  本发明含消焰剂、发泡剂和碳酸氢钠的水炮泥
将一定量的氯化钾和氯化钠加水溶解，再加入一定量的亚硝酸钠和碳酸氢钠进行混合，然后送入美国迪博泰公司生产的RCEG-12 Rotaclip封装机进行罐装，外包装膜1采用市售的PE干式复合膜，生产得到水炮泥，水炮泥的水溶液含氯化钾2％、氯化钠2％、亚硝酸钠0.37、碳酸氢钠2％。
将本实施例得到的水炮泥使用在煤矿开采时，炸药和雷管按爆破设计说明书进行装填之后，在每个炮孔装入2根水炮泥，在水炮泥之后堵孔，主要用三合土或黏土，根据炮孔的直经和长度，全部堵满为止。
本实施例的水炮泥和传统水炮泥现场对比试验结果如表3。
表3  某矿井回采、掘进工作面现场对比试验结果
从表1、2和3可以看出，采用直径相同的炮泥做试验，新型的水炮泥与传统的水炮泥相比，在试验中重量与长度均小些，但是所取得的效果却明显不同。分析爆破效果，用传统水泡泥封堵与新型水炮泥封堵所取得的巷道成型以及爆堆情况来看，两者基本一致。但是，新型的水炮泥收到明显的降温、降尘效果，煤尘浓度下降率最低达到41.9%，而温度及CO浓度都有相当幅度的下降。CH4浓度变化不大，是因为CH4气体的来源主要是煤层本身，与封堵方式没有直接关系。

Claims (5)

1.水炮泥，包括外包装膜(1)和密封于外包装膜(1)内的液体(2)，其特征在于：液体(2)为水溶液，水溶液按重量计含消焰剂0.5～8％；所述消焰剂为氯化钾和氯化钠，水溶液按重量计含氯化钾1～3％和氯化钠1～3％；水溶液按重量计还含有碳酸氢钠0.5～5％；水溶液按重量计还含有发泡剂0.2～0.7％。
2.根据权利要求1所述的水炮泥，其特征在于：所述发泡剂为亚硝酸钠。
3.根据权利要求2所述的水炮泥，其特征在于：水溶液按重量计含亚硝酸钠0.3～0.5％。
4.根据权利要求1所述的水炮泥，其特征在于：水溶液按重量计含有碳酸氢钠1～3％。
5.根据权利要求1所述的水炮泥，其特征在于：所述外包装膜(1)为PE干式复合膜。
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