CN104930934A - 一种化学高效水炮泥 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种化学高效水炮泥，包括外包装膜(1)和密封于外包装膜内的液体(2)，所述液体由以下重量份的组分制成：消烟剂6～8、消焰剂6～9、发泡剂5～7、洗涤剂6～7、抑尘剂7～9和水60～70；所述消烟剂的主要成分为碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠和水玻璃的混合物；所述消焰剂的主要成分为硫酸钾、硝酸钾、氯化钠和氯化钾的混合物；所述发泡剂的主要成分为亚硝酸钠和/或亚硝酸钾；所述洗涤剂的主要成分为十二烷基苯磺酸钠；所述抑尘剂的主要成分为水溶性高分子、丙三醇和氯化钙的混合物。本发明降溶解有毒气体、消烟、消焰、抑尘和封堵效果都好，且成本低，广泛应用于巷道空间小、风速慢，有毒有害气体难以稀释的领域。
Description
技术领域
本发明涉及炮掘巷道炮烟治理的技术领域，具体涉及一种化学高效水炮泥。
背景技术
目前矿山岩石巷道仍以钻眼爆破法施工为主。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，是煤矿引起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。
水炮泥的作用：(1)炸药爆炸后，水炮泥在爆炸气体的冲击作用下能形成一层水幕，起到降低爆温、缩短爆炸火焰延续时间的作用，从而减少了引爆瓦斯煤层的可能性，有利于安全生产；(2)水炮泥破裂后形成的水幕，有降尘和吸收炮烟中有害气体的作用，有利于改善劳动条件。
在岩石巷道掘进中，全断面一次爆破所装的炸药量多，从而产生的炮烟中有毒气体浓度大、烟雾大且粉尘大，严重危害作业人员的身体健康。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，所以能溶解的有毒气体的比重小，且消焰和降尘的效果也不佳。另外，由于传统的水炮泥所用包装膜的强度和密度较小，强度低、伸长率较高，包装膜易变形和渗水，变性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。因此，开发一种消烟、消焰、抑尘、去除有毒气体以及封堵效果都好的化学高效水炮泥具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种化学高效水炮泥，该水炮泥溶解有毒气体、消烟、消焰、抑尘效果都好，可广泛应用于巷道空间小、风速慢，有毒有害气体难以稀释的领域。
为实现上述目的，本发明提供一种化学高效水炮泥，包括外包装膜和密封于外包装膜内的液体，所述液体由以下重量份的组分制成：消烟剂6～8、消焰剂6～9、发泡剂5～7、洗涤剂6～7、抑尘剂7～9和水60～70；所述消烟剂的主要成分为碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠和水玻璃的混合物；所述消焰剂的主要成分为硫酸钾、硝酸钾、氯化钠和氯化钾的混合物；所述发泡剂的主要成分为亚硝酸钠和/或亚硝酸钾；所述洗涤剂的主要成分为十二烷基苯磺酸钠；所述抑尘剂的主要成分为水溶性高分子、丙三醇和氯化钙的混合物。
优选的，所述液体由以下重量份的组分制成：消烟剂7、消焰剂8、发泡剂6、洗涤剂6、抑尘剂8和水65；所述消烟剂的主要成分为碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠和水玻璃的混合物；所述消焰剂的主要成分为硫酸钾、硝酸钾、氯化钠和氯化钾的混合物；所述发泡剂的主要成分为亚硝酸钠和亚硝酸钾；所述洗涤剂的主要成分为十二烷基苯磺酸钠；所述抑尘剂的主要成分为水溶性高分子、丙三醇和氯化钙的混合物。
优选的，所述消烟剂由以下重量份的组分制成：碳酸钠20～40、碳酸氢钠60～80、磷酸钠20～30和水玻璃10～20。
优选的，所述消焰剂由以下重量份的组分制成：硫酸钾20～30、硝酸钾10～20、氯化钠40～50和氯化钾30～40。
优选的，所述发泡剂由以下重量份的组分制成：亚硝酸钠20～40，亚硝酸钾60～80。
优选的，所述抑尘剂由以下重量份的组分制成：水溶性高分子2～3、丙三醇10～20和氯化钙10～30。
优选的，所述外包装膜为PA/PE复合膜。
与传统的水炮泥相比，本发明通过在水中加入呈碱性的消烟剂，消烟剂能中和去除掉那些呈酸性的有毒气体(CO、NO2、H2S、SO2)，从而使水炮泥的消烟效果和去除有毒气体的效果更好；通过在水中加入消焰剂，使得水炮泥降温和消焰效果更好；通过在水中加入发泡剂，由于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，并且气泡的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和外界氧气接触的作用，进一步促进水炮泥的降温和消焰的效果；通过在水中加入洗涤剂和抑尘剂，洗涤剂的主要成分为表面活性剂，表面活性剂能够降低水的表面张力，将洗涤剂和抑尘剂结合使用，能够达到高效降尘的效果；本发明的外包装膜采用市售的高强度、高密度的PA/PE复合膜，使水炮泥不易变形，封装更加严密，且外表光滑，易于填装；本发明溶解有毒气体、消烟、消焰、抑尘和封堵效果都好，且成本低，广泛应用于巷道空间小、风速慢，有毒有害气体难以稀释的领域。
附图说明
图1为本发明水炮泥的结构示意图；
图中：1、外包装膜，2、液体。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种化学高效水炮泥，包括外包装膜(1)和密封于外包装膜(1)内的液体(2)，所述液体(2)由以下重量份的组分制成：消烟剂7、消焰剂8、发泡剂6、洗涤剂6、抑尘剂8和水65；所述消烟剂的主要成分为碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠和水玻璃的混合物；所述消焰剂的主要成分为硫酸钾、硝酸钾、氯化钠和氯化钾的混合物；所述发泡剂的主要成分为亚硝酸钠和/或亚硝酸钾；所述洗涤剂的主要成分为十二烷基苯磺酸钠；所述抑尘剂的主要成分为水溶性高分子、丙三醇和氯化钙的混合物。
本发明所述的消烟剂可以分为有机和无机两类，为了使水炮泥的消烟效果更好，本发明中采用的消烟剂为无机类，所述消烟剂由以下重量份的组分制成：碳酸钠20～40、碳酸氢钠60～80、磷酸钠20～30和水玻璃10～20。
本发明所述的消焰剂可以是硫酸钠、硫酸钾、氯化钠、氯化钾、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，这些均可起到一种瓦斯爆炸的作用。优选的，为了使消焰效果更好，所述消焰剂由以下重量份的组分制成：硫酸钾20～30、硝酸钾10～20、氯化钠40～50和氯化钾30～40。
本发明所述的发泡剂可以分为有机和无机两类，无机的如膨胀珍珠岩、空心玻璃微球等，有机的如AIBN型发泡剂、BSH型发泡剂、DPT型发泡剂等。优选的，为了使水炮泥降低事故发生率和消烟的效果更好，所述发泡剂为亚硝酸钠和亚硝酸钾的混合物，其产生的气泡大小合适、分别均匀、储存稳定。优选的，所述发泡剂由以下重量份的组分制成：亚硝酸钠20～40，亚硝酸钾60～80。
本发明所述的抑尘剂可以为高分子抑尘剂、环保型抑尘剂和功能性抑尘剂，为了使水炮泥的抑尘效果更好，本发明中采用的抑尘剂属于高分子抑尘剂，所述抑尘剂由以下重量份的组分制成：水溶性高分子0.2～0.3、丙三醇1～2和氯化钙1～3的混合物。
所述外包装膜1为PA/PE复合膜。本发明的外包装膜1采用市售的高强度、高密度PA/PE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，且外表光滑，易于装填。
实施例一：
消烟剂由以下重量份的组分制成：碳酸钠20、碳酸氢钠60、磷酸钠20和水玻璃10；
消焰剂由以下重量份的组分制成：硫酸钾20、硝酸钾10、氯化钠40和氯化钾30；
发泡剂由以下重量份的组分制成：亚硝酸钠20和亚硝酸钾60；
抑尘剂由以下重量份的组分制成：水溶性高分子2、丙三醇10和氯化钙10；
将上述消烟剂、消焰剂、发泡剂、洗涤剂和抑尘剂加水溶解，然后将溶解液放入外包装膜1中，所述外包装膜1为PA/PE复合膜，最后封装，生产得到水炮泥，水炮泥的水溶液含消烟剂7.8％、消焰剂8.2％、发泡剂6.5％、洗涤剂5.8％和抑尘剂9.8％。
本实施例得到的水炮泥使用在煤矿开采时，在每个炮孔装入4根水炮泥，在水炮泥之后堵孔，主要用黏土，根据炮孔的直径和长度，全部堵满为止。
本实施例得到的水炮泥和传统水炮泥现场对比实验结果如表1。
表1某矿井掘进工作面现场对比试验结果
实施例二：
消烟剂由以下重量份的组分制成：碳酸钠30、碳酸氢钠70、磷酸钠15和水玻璃15；
消焰剂由以下重量份的组分制成：硫酸钾25、硝酸钾15、氯化钠45和氯化钾35；
发泡剂由以下重量份的组分制成：亚硝酸钠30和亚硝酸钾70；
抑尘剂由以下重量份的组分制成：水溶性高分子2.5、丙三醇15和氯化钙20；
将上述消烟剂、消焰剂、发泡剂、洗涤剂和抑尘剂加水溶解，然后将溶解液放入外包装膜1中，所述外包装膜1为PA/PE复合膜，最后封装，生产得到水炮泥，水炮泥的水溶液含消烟剂7.5％、消焰剂8.3％、发泡剂6.2％、洗涤剂6.0％和抑尘剂9.5％。
本实施例得到的水炮泥使用在煤矿开采时，在每个炮孔装入4根水炮泥，在水炮泥之后堵孔，主要用黏土，根据炮孔的直径和长度，全部堵满为止。
本实施例得到的水炮泥和传统水炮泥现场对比实验结果如表2。
表2某矿井掘进工作面现场对比试验结果
实施例三：
消烟剂由以下重量份的组分制成：碳酸钠40、碳酸氢钠80、磷酸钠30和水玻璃20；
消焰剂由以下重量份的组分制成：硫酸钾30、硝酸钾20、氯化钠50和氯化钾40；
发泡剂由以下重量份的组分制成：亚硝酸钠40和亚硝酸钾80；
抑尘剂由以下重量份的组分制成：水溶性高分子3、丙三醇20和氯化钙30；
将上述消烟剂、消焰剂、发泡剂、洗涤剂和抑尘剂加水溶解，然后将溶解液放入外包装膜1中，所述外包装膜1为PA/PE复合膜，最后封装，生产得到水炮泥，水炮泥的水溶液含消烟剂7.8％、消焰剂8.2％、发泡剂6.5％、洗涤剂5.8％和抑尘剂9.8％。
本实施例得到的水炮泥使用在煤矿开采时，在每个炮孔装入4根水炮泥，在水炮泥之后堵孔，主要用黏土，根据炮孔的直径和长度，全部堵满为止。
本实施例得到的水炮泥和传统水炮泥现场对比实验结果如表3。
表3某矿井掘进工作面现场对比试验结果
从表1、表2和表3可以看出，采用相同直径的炮泥做试验，本发明水炮泥与传统水炮泥相比，从爆破效果可以看出，本发明水炮泥的封堵效果更好；从下降率可以看出，本发明水炮泥能收到更明显的降温、降尘和去除有毒气体的效果，煤尘浓度下降率最低达到37.9％，温度下降率最低达到26.7％，而有毒气体浓度都有一定幅度的下降。
Claims (7)
1.一种化学高效水炮泥，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，所述液体(2)由以下重量份的组分制成：消烟剂6～8、消焰剂6～9、发泡剂5～7、洗涤剂6～7、抑尘剂7～9和水60～70；所述消烟剂的主要成分为碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠和水玻璃的混合物；所述消焰剂的主要成分为硫酸钾、硝酸钾、氯化钠和氯化钾的混合物；所述发泡剂的主要成分为亚硝酸钠和/或亚硝酸钾；所述洗涤剂的主要成分为十二烷基苯磺酸钠；所述抑尘剂的主要成分为水溶性高分子、丙三醇和氯化钙的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种化学高效水炮泥，其特征在于，所述液体(2)由以下重量份的组分制成：消烟剂7、消焰剂8、发泡剂6、洗涤剂6、抑尘剂8和水65；所述消烟剂的主要成分为碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠和水玻璃的混合物；所述消焰剂的主要成分为硫酸钾、硝酸钾、氯化钠和氯化钾的混合物；所述发泡剂的主要成分为亚硝酸钠和亚硝酸钾；所述洗涤剂的主要成分为十二烷基苯磺酸钠；所述抑尘剂的主要成分为水溶性高分子、丙三醇和氯化钙的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的一种化学高效水炮泥，其特征在于，所述消烟剂由以下重量份的组分制成：碳酸钠20～40、碳酸氢钠60～80、磷酸钠20～30和水玻璃10～20。
4.根据权利要求1或2所述的一种化学高效水炮泥，其特征在于，所述消焰剂由以下重量份的组分制成：硫酸钾20～30、硝酸钾10～20、氯化钠40～50和氯化钾30～40。
5.根据权利要求2所述的一种化学高效水炮泥，其特征在于，所述发泡剂由以下重量份的组分制成：亚硝酸钠20～40和亚硝酸钾60～80。
6.根据权利要求1或2所述的一种化学高效水炮泥，其特征在于，所述抑尘剂由以下重量份的组分制成：水溶性高分子2～3、丙三醇10～20和氯化钙10～30。
7.根据权利要求1或2所述的一种化学高效水炮泥，其特征在于，所述外包装膜(1)为PA/PE复合膜。
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