CN106512276A - 一种粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，主要由如下质量百分比的原料组成：粉煤灰20～50％；钠基膨润土20～40％；羟甲基纤维素钠15～35％和聚丙烯酸盐5～15％，还可以包括蛋白发泡剂3～7％。本发明所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，通过各组分之间的协同配合作用，提高了防灭火剂的各项性能。本发明还提供了上述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，所述使用方法常温反应，工艺简单，所需设备少。

Description

一种粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及防灭火剂，具体涉及一种用于煤矿的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂及其使用方法。

背景技术

我国煤炭资源丰富，煤炭一直是我国战略性的基础能源。但是煤炭自燃发火长期以来无法有效防治，造成大量的煤炭资源浪费，严重威胁煤矿安全生产。即使在煤矿去产能过程中被关闭的煤矿，也仍会留有大量的采空区、盲巷等等，为煤炭自燃发火创造了条件。因此，在新的形势下，不论是生产矿井或是被关闭矿井，煤矿防灭火的任务十分艰巨和迫切。

煤炭自燃发火的主要原因是煤炭长期暴露于空气中，被氧化升温造成煤体自燃发火。据有关资料统计，我国煤炭自燃发火50％以上发生在采空区，其次为高冒区(掘进顺槽)、老塘以及盲巷区。防止煤炭自燃的主要方法是封闭煤体、隔绝空气。

常见煤矿防灭火措施有两种。一是主动式防灭火。即在矿井设计、建设和生产管理的各个环节之中，采取一系列有效的技术措施来控制煤炭自燃因素的产生与发展，借以达到增强矿井先天性防灭火能力。二是被动式防灭火。即使用防灭火材料，隔绝空气，阻止煤炭氧化，从而达到防灭火的目的。被动式防灭火经历了如下几个阶段：第一阶段使用黄泥灌浆等防灭火。黄泥灌浆的优点是成本低，但是黄泥浆粘性差、附着力差。第二阶段注惰性气体灭火。注惰性气体灭火首先要对着火区域进行封闭，然后启封。这一过程往往需要几个月的时间，由于启封后惰性气体浓度降低，往往容易引起二次自燃。第三阶段喷洒阻化剂、泡沫灭火剂等防灭火材料阶段。由于喷洒到煤体表面后的泡沫或阻化剂会很快消失，只能短时间内将煤体与空气隔开，所以只能起到临时灭火作用，且成本高。

过去所有防灭火材料不论是黄泥浆，还是阻化剂、灭火泡沫等，都不能在煤体表面形成一种稳定的、可以长期隔绝空气的保护膜，所以有时需要投入大量的人力物力反复进行防灭火处理。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种即可喷洒又可灌注的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，包括泡沫型(即PM型)和成膜型(即CM型)两种。本发明还提供了上述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法。

一种粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，主要由如下质量百分比的原料组成：粉煤灰20～50％；钠基膨润土20～40％；羟甲基纤维素钠15～35％和聚丙烯酸盐5～15％。

本发明所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，其中，由如下质量百分比的原料组成：粉煤灰35％；钠基膨润土30％；羟甲基纤维素钠25％和聚丙烯酸盐10％。

本发明所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，包括以下步骤：按配比准备原料，将各原料混合均匀，得到的混合物与水按照1﹕1～30质量比搅拌成乳液，采用泥浆泵或注浆泵进行喷洒或灌注即可。

本发明所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，包括以下步骤：

(a)按配比准备原料，将所述粉煤灰、所述钠基膨润土、所述羟甲基纤维素钠和所述聚丙烯酸盐混合均匀，得到混合物A；

(b)将步骤(a)中所述混合物A与黄土或泥沙或粉煤灰二按1﹕10～50质量比混合均匀，得到的混合物与水按照1﹕1～10质量比搅拌成泥浆状，采用泥浆泵或注浆泵进行喷洒或灌注即可。

本发明所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，其中，按质量百分比，还包括蛋白发泡剂3～7％。

本发明所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，其中，由如下质量百分比的原料组成：粉煤灰30％，钠基膨润土30％，羟甲基纤维素钠25％，聚丙烯酸盐10％和蛋白发泡剂5％。

本发明所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，其中，包括以下步骤：

(a)按配比准备原料，将水与所述蛋白发泡剂按1﹕30～100的质量比混合，得到液体A；

(b)将步骤(a)中所述液体A与所述粉煤灰、所述钠基膨润土、所述羟甲基纤维素钠和所述聚丙烯酸盐混合均匀，得到的混合物与水按照1﹕1～10的质量比搅拌成乳液，采用泥浆泵或注浆泵进行喷洒或灌注即可。

本发明所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

(a)按配比准备原料，将水与所述蛋白发泡剂按1﹕30～100的质量比混合，得到液体A；

(b)将所述粉煤灰、所述钠基膨润土、所述羟甲基纤维素钠和所述聚丙烯酸盐混合均匀，得到混合物B；

(c)步骤(b)中所述混合物B与黄土或泥沙或粉煤灰二按1﹕10～50质量比混合均匀后，与步骤(a)中所述液体A混合均匀；得到的混合物与水按照1﹕1～10的质量比搅拌成乳液，采用泥浆泵或注浆泵进行喷洒或灌注即可。

粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。粉煤灰颗粒呈多孔型峰窝状组织，比表面积较大，具有较高的吸附活性，并且珠壁具有多孔结构，孔隙率高达50％～80％，有很强的吸水性，在覆膜阻燃防灭火剂中作为增加强度和耐久性的材料。

钠基膨润土有较高的可塑性和较强的粘结性；热湿拉强度和干压强度高。本发明在覆膜阻燃防灭火剂中充分利用了钠基膨润土的润滑性，粘结密封性，增稠性及胶凝性。钠基膨润土具有较好的水密性和自身修补复原的功能，其防水有密实性、自保水性能好和具有永久的防水性能等特性。膨润土对人体无害，具有极佳的环保性能，施工简便，不受气温影响。

羟甲基纤维素钠，白色颗粒，在热水和冷水中溶解性均好。在覆膜阻燃防灭火剂中作为稳定剂、增稠剂，其水溶液有粘性，具有粘合、增稠、增强、乳化、保水、悬浮等作用。

聚丙烯酸盐是一种固体有机物，具有较强的吸水性和保水性。它能将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中不沉淀，在覆膜阻燃防灭火剂中作为分散剂和保水剂使用。

蛋白发泡剂，具有很强的水合性质、表面性质等。蛋白发泡剂属于表面活性剂类发泡剂，其溶解于水后，可形成一定粘度的胶体溶液，由于溶液中具有很强的亲水性基团如羧基、羟基等和疏水基团如长碳链烃基，以及分子的不对称性等因素，降低了表面张力，促进了界面的形成，形成一个平面的保护网，使界面得以加强，这样就促进了泡沫的形成和稳定。蛋白质的不完全水解是泡沫形成和稳定的关键因素，在本发明中作为表面活性剂来进行发泡。

本发明的有益效果：

本发明所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，包括泡沫型(即PM型)和成膜型(即CM型)防灭火剂两种，通过各组分之间的协同配合作用，提高了防灭火剂的各项性能，优点如下：

(1)不燃，不产生静电，安全可靠；无毒无味、无腐蚀性；能够在煤岩壁上快速形成一层薄膜，该薄膜粘结力强，保水性强，不开裂；在进行防灭火的过程中，不产生碳化层和烟气，起到吸热、降温、窒息、灭火的效果，喷洒后可形成具有一定强度和韧性的立体网络结构的覆膜，并始终保持网状覆膜的完整性，能提高防灭火的效率，其中的泡沫型防灭火剂稳泡时间长，凝固时间可控。

(2)进行防灭火，无毒无害，不污染环境，具有较好的流动性、渗透性、触变性和粘附性能，有利于在自燃火灾及漏风严重的矿井现场应用，不但能有效的阻燃和防灭火，还有吸附净化空气，减少矿井内环境污染的功能，符合煤矿井下防治煤层自燃和火灾的要求，及时快速有效的灭火和防止煤层复燃，确保矿井安全。

(3)以粉煤灰为主要原料，不仅有利于提高资源利用率，变废为宝，还能减少占用土地，保护和净化环境，节省能源，降低生产成本，提高经济效益。

本发明所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，常温反应，工艺简单，所需设备少，与黄土、泥沙或粉煤灰混合使用，可大大降低灭火成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

一种粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，由如下质量百分比的原料组成：粉煤灰30％，钠基膨润土30％，羟甲基纤维素钠25％，聚丙烯酸盐10％和蛋白发泡剂5％，所述蛋白发泡剂为植物蛋白发泡剂。

本实施例所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，包括以下步骤：

(b)按配比准备原料，将水与所述蛋白发泡剂按1﹕30～100的质量比混合，得到液体A；

(b)将步骤(a)中所述液体A与所述粉煤灰、所述钠基膨润土、所述羟甲基纤维素钠和所述聚丙烯酸盐混合均匀，得到的混合物与水按照1﹕1～10的质量比搅拌成乳液，采用泥浆泵或注浆泵进行喷洒或灌注即可。

本实施例所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂为泡沫型(即PM型)，使用后经检测：无腐蚀性，发泡倍数≥300倍，成膜厚度≥0.5mm，胶体含量≥30wt％，稳泡时间≥30S。

实施例2

一种粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，由如下质量百分比的原料组成：粉煤灰30％，钠基膨润土30％，羟甲基纤维素钠25％，聚丙烯酸盐10％和蛋白发泡剂5％，所述蛋白发泡剂为植物蛋白发泡剂。

本实施例所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，包括以下步骤：

(a)按配比准备原料，将水与所述蛋白发泡剂按1﹕30～100的质量比混合，得到液体A；

(b)将所述粉煤灰、所述钠基膨润土、所述羟甲基纤维素钠和所述聚丙烯酸盐混合均匀，得到混合物B；

(c)步骤(b)中所述混合物B与黄土或泥沙或粉煤灰二按1﹕10～50质量比混合均匀后，与步骤(a)中所述液体A混合均匀；得到的混合物与水按照1﹕1～10的质量比搅拌成乳液，采用泥浆泵或注浆泵进行喷洒或灌注即可。

本实施例所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂为泡沫型(即PM型)，使用后经检测：无腐蚀性，发泡倍数≥300倍，成膜厚度≥0.5mm，胶体含量≥30wt％，稳泡时间≥30S。

实施例3

一种粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，由如下质量百分比的原料组成：粉煤灰50％，钠基膨润土23％，羟甲基纤维素钠15％，聚丙烯酸盐5％和蛋白发泡剂7％，所述蛋白发泡剂为动物蛋白发泡剂。

本实施例所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，同实施例1。

本实施例所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂为泡沫型(即PM型)，使用后经检测：无腐蚀性，发泡倍数≥350倍，成膜厚度≥0.3mm，胶体含量≥20wt％，稳泡时间≥40S。

实施例4

一种粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，由如下质量百分比的原料组成：粉煤灰20％，钠基膨润土40％，羟甲基纤维素钠22％，聚丙烯酸盐15％和蛋白发泡剂3％。

本实施例所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，同实施例1。

本实施例所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂为泡沫型(即PM型)，使用后经检测：无腐蚀性，发泡倍数≥200倍，成膜厚度≥0.3mm，胶体含量≥20wt％，稳泡时间≥25S。

实施例5

一种粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，由如下质量百分比的原料组成：粉煤灰20％，钠基膨润土25％，羟甲基纤维素钠35％，聚丙烯酸盐15％和蛋白发泡剂5％。

本实施例所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，同实施例1。

本实施例所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂为泡沫型(即PM型)，使用后经检测：无腐蚀性，发泡倍数≥300倍，成膜厚度≥0.5mm，胶体含量≥35wt％，稳泡时间≥30S。

实施例1-5所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂性能如表1所示。

表1实施例1-5所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂性能表

实施例6

一种粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，由如下质量百分比的原料组成：粉煤灰35％；钠基膨润土30％；羟甲基纤维素钠25％和聚丙烯酸盐10％。

本实施例所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，包括以下步骤：按配比准备原料，将各原料混合均匀，得到的混合物与水按照1﹕1～30质量比搅拌成乳液，采用泥浆泵或注浆泵进行喷洒或灌注即可。

本实施例所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂为成膜型(即CM型)，使用后经检测：无腐蚀性，成膜厚度≥0.5mm，胶体含量≥30wt％。

实施例7

一种粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，由如下质量百分比的原料组成：粉煤灰50％；钠基膨润土20％；羟甲基纤维素钠15％和聚丙烯酸盐15％。

本实施例所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，包括以下步骤：

(a)按配比准备原料，将所述粉煤灰、所述钠基膨润土、所述羟甲基纤维素钠和所述聚丙烯酸盐混合均匀，得到混合物A；

(b)将步骤(a)中所述混合物A与黄土或泥沙或粉煤灰二按1﹕10～50质量比混合均匀，得到的混合物与水按照1﹕1～10质量比搅拌成泥浆状，采用泥浆泵或注浆泵进行喷洒或灌注即可。

本实施例所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂为成膜型(即CM型)，使用后经检测：无腐蚀性，成膜厚度≥0.3mm，胶体含量≥20wt％。

实施例8

一种粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，由如下质量百分比的原料组成：粉煤灰20％；钠基膨润土40％；羟甲基纤维素钠35％和聚丙烯酸盐5％。

本实施例所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，同实施例6。

本实施例所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂为成膜型(即CM型)，使用后经检测：无腐蚀性，成膜厚度≥0.5mm，胶体含量≥35wt％。

实施例6-8所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂性能如表2所示。

表2实施例1-4所述粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂性能表

上述实施例1-7所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，适用于以下场所：煤矿采空区、矸石山、储煤场、沿空煤柱明火、暗火、高温点的防火、灭火。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，其特征在于：主要由如下质量百分比的原料组成：粉煤灰20～50％；钠基膨润土20～40％；羟甲基纤维素钠15～35％和聚丙烯酸盐5～15％。

2.根据权利要求1所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，其特征在于：由如下质量百分比的原料组成：粉煤灰35％；钠基膨润土30％；羟甲基纤维素钠25％和聚丙烯酸盐10％。

3.权利要求1或2所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：按配比准备原料，将各原料混合均匀，得到的混合物与水按照1﹕1～30质量比搅拌成乳液，采用泥浆泵或注浆泵进行喷洒或灌注即可。

4.权利要求1或2所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

(a)按配比准备原料，将所述粉煤灰、所述钠基膨润土、所述羟甲基纤维素钠和所述聚丙烯酸盐混合均匀，得到混合物A；

(b)将步骤(a)中所述混合物A与黄土或泥沙或粉煤灰二按1﹕10～50质量比混合均匀，得到的混合物与水按照1﹕1～10质量比搅拌成泥浆状，采用泥浆泵或注浆泵进行喷洒或灌注即可。

5.根据权利要求1所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，其特征在于：按质量百分比，还包括蛋白发泡剂3～7％。

6.根据权利要求5所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂，其特征在于：由如下质量百分比的原料组成：粉煤灰30％，钠基膨润土30％，羟甲基纤维素钠25％，聚丙烯酸盐10％和蛋白发泡剂5％。

7.权利要求5或6所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

(c)按配比准备原料，将水与所述蛋白发泡剂按1﹕30～100的质量比混合，得到液体A；

(b)将步骤(a)中所述液体A与所述粉煤灰、所述钠基膨润土、所述羟甲基纤维素钠和所述聚丙烯酸盐混合均匀，得到的混合物与水按照1﹕1～10的质量比搅拌成乳液，采用泥浆泵或注浆泵进行喷洒或灌注即可。

8.权利要求5或6所述的粉煤灰覆膜阻燃防灭火剂的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

(a)按配比准备原料，将水与所述蛋白发泡剂按1﹕30～100的质量比混合，得到液体A；

(b)将所述粉煤灰、所述钠基膨润土、所述羟甲基纤维素钠和所述聚丙烯酸盐混合均匀，得到混合物B；

(c)步骤(b)中所述混合物B与黄土或泥沙或粉煤灰二按1﹕10～50质量比混合均匀后，与步骤(a)中所述液体A混合均匀；得到的混合物与水按照1﹕1～10的质量比搅拌成乳液，采用泥浆泵或注浆泵进行喷洒或灌注即可。