CN109758709B

CN109758709B - 一种阻化泡沫防灭火材料及其使用方法

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Publication number: CN109758709B
Application number: CN201910185648.3A
Authority: CN
Inventors: 朱兴攀; 黄克军; 王苏健; 邓增社; 刘鑫; 赵奕博; 王鹏; 关欣杰
Original assignee: Shaanxi Tianrun Zhongheng Science And Trade Co ltd; Shaanxi Coal and Chemical Technology Institute Co Ltd
Current assignee: Shaanxi Tianrun Zhongheng Science And Trade Co ltd; Shaanxi Coal and Chemical Technology Institute Co Ltd
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2021-01-26
Anticipated expiration: 2039-03-12
Also published as: CN109758709A

Abstract

一种阻化泡沫防灭火材料及其使用方法，按质量百分比计，包括水80％～90％、N、N－双羟乙基十二烷基酰胺0.3％～3％、十二烷基硫酸钠0.2％～8％、十二烷基磺酸钠0.1％～6％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％～3％、正丁醇0.01％～0.2％以及羟丙基甲基纤维素0.01％～0.5％。本发明的材料用量少，解决了巷道运输不便的问题，并可用少量的材料快速封闭较多的漏风区域，为治理矿井灾害赢取宝贵时间，在煤层自然发火前期可起到防止升温区快速发火的作用。在使用时，与阻化泡沫防灭火材料质量20～100倍的水混合均匀，用发泡设备发泡60～120倍，膨胀的体积可以快速封堵采空区碎煤裂隙。

Description

一种阻化泡沫防灭火材料及其使用方法

技术领域

本发明属于煤层火灾防治领域，具体属于涉及采空区火灾防治领域，涉及一种阻化泡沫防灭火材料及其使用方法。

背景技术

矿井采煤工作面在开采过程中采空区余煤会发生氧化反应，特别是含有嗜热菌密度高的煤层或含有黄铁矿的煤层，开采速度慢下来就会出现CO浓度升高的现象，主要原因是煤和氧气的不充分反应引起氧化放热，细菌或黄铁矿加速了反应速度，热量积聚速度加快，如不及时采取有效措施，在几天或者十几天的时间内有毒有害气体使矿工无法正常工作，工作面面临封闭的可能。工作面封闭后，大量装备无法取出，滞留时间过长就会出现锈蚀报废的现象，给矿井生产带来极大的损失。自然发火期短的煤层出现这种现象后，通常采取的方法是减少供风量，加快开采速度，但推采速度在生产装备完好的情况下可以进行，生产装备出现故障的情况下无法推进。不能正常推进时，有采用注水降温，用缓解温度上升的方法减少有毒有害气体放出，但水很难熄灭位置较高的区域火灾，碎煤裂隙被水流冲刷后，空气流通更顺畅，停止注水后火势变动更加猛烈，并且水遇到高温区余煤会产生H₂和CO，H₂和CO遇到高温会发生爆炸，不利于矿井安全生产。

也有采用压注N₂或CO₂气体来抑制火区升温的方法，N₂或CO₂气体在持续注入时有抑制作用，但采空区范围大，通常只能抑制局部区域，对大范围升温采空区效果有限。

发明内容

为克服现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种阻化泡沫防灭火材料及其使用方法，该材料在使用时操作简单，并且用量少，占用巷道空间小，具有发泡倍数高，封闭速度快，可快速治理采空区自然发火。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种阻化泡沫防灭火材料，按质量百分比计，包括水80％～90％、N、N－双羟乙基十二烷基酰胺0.3％～3％、十二烷基硫酸钠0.2％～8％、十二烷基磺酸钠0.1％～6％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％～3％、正丁醇0.01％～0.2％以及羟丙基甲基纤维素0.01％～0.5％；其中，十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠的质量百分数的总和不低于2％。

本发明进一步的改进在于，按质量百分比计，包括水85.8％～90％、N、N－双羟乙基十二烷基酰胺0.3％～3％、十二烷基硫酸钠0.2％～6％、十二烷基磺酸钠0.1％～6％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％～3％、正丁醇0.01％～0.2％以及羟丙基甲基纤维素0.01％～0.5％。

本发明进一步的改进在于，按质量百分比计，包括水85.8％～89.4％、N、N－双羟乙基十二烷基酰胺0.3％～3％、十二烷基硫酸钠0.2％～5％、十二烷基磺酸钠0.1％～6％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％～3％、正丁醇0.01％～0.2％以及羟丙基甲基纤维素0.01％～0.5％。

本发明进一步的改进在于，按质量百分比计，包括水87.05％～89.4％、N、N－双羟乙基十二烷基酰胺0.3％～3％、十二烷基硫酸钠0.2％～5％、十二烷基磺酸钠0.1％～5％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％～3％、正丁醇0.01％～0.2％以及羟丙基甲基纤维素0.01％～0.5％。

本发明进一步的改进在于，按质量百分比计，包括水88.58％～90％、N、N－双羟乙基十二烷基酰胺0.3％～3％、十二烷基硫酸钠0.2％～6％、十二烷基磺酸钠0.1％～6％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％～2.3％、正丁醇0.01％～0.1％以及羟丙基甲基纤维素0.01％～0.3％。

一种阻化泡沫防灭火材料的使用方法，向阻化泡沫防灭火材料中加入阻化泡沫防灭火材料重量20～100倍的水，混合均匀后发泡60～120倍，实现临时封堵采空区碎煤裂隙。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明中十二烷基硫酸钠产生的泡沫细腻性好，即可以产生体积较小的致密泡沫；十二烷基磺酸钠产生的泡沫骨架性好，即泡沫体积较大；这两种材料结合起来可产生骨架较稳固的致密泡沫。为了保证发泡量，十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠的质量百分比含量不低于泡沫液总质量的2％。N、N－双羟乙基十二烷基酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和羟丙基甲基纤维素可以增加泡沫壁的厚度，提高稳泡时间。正丁醇有助溶作用，可提高其余组份在水中的溶解度。本发明的材料用量少，解决了巷道运输不便的问题，并可用少量的材料快速封闭较多的漏风区域，为治理矿井灾害赢取宝贵时间，特别是对矿井火灾的治理提供了一种有效的方法，在煤层自然发火前期可起到防止升温区快速发火的作用。

本发明的阻化泡沫防灭火材料在使用时，与阻化泡沫防灭火材料质量20～100倍的水混合均匀，用发泡设备发泡60～120倍，膨胀的体积可以快速封堵采空区碎煤裂隙，阻隔有毒有害气体逸出到工作面，同时阻断了煤氧复合反应的发生，为随后的处理措施赢得宝贵时间。本发明具有发泡倍数高、泡沫稳定性好的环保型阻化泡沫，可以快速有效的封闭大面积采空区升温区域，为矿井采空区火灾治理提供了新材料。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

本发明提供的为适用于矿井采空区临时封闭的阻化泡沫。

本发明所提供的阻化泡沫由水、N、N－双羟乙基十二烷基酰胺、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、正丁醇、羟丙基甲基纤维素组成，它们的重量百分比为：水80％～90％，N、N－双羟乙基十二烷基酰胺0.3％～3％，十二烷基硫酸钠0.2％～8％、十二烷基磺酸钠0.1％～6％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％～3％、正丁醇0.01％～0.2％、羟丙基甲基纤维素0.01％～0.5％；其中，十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠的质量百分数的总和不低于2％。将上述材料混合均匀即成为本发明的阻化泡沫，为液体材料。

在温度25℃，湿度80％RH泡沫直径小于0.2mm时半衰期大于5h，在采空区内，空气流动性差，并且采空区内湿度大，无光线，泡沫不容易受到气流或光线的干扰，稳定性好，半衰期长。采空区内为许多联通的小空间，内顶部泡沫壁逐渐变薄并破裂，变薄或破裂使水分向下流失，向下流失的水分补充了下面泡沫的失水量，使泡沫半衰期延长数倍，最长可达48h。

本发明提供的矿用阻化泡沫液加入20～100倍的水混合均匀，用具有煤安证的设备发泡60～120倍，膨胀的体积可以快速封堵采空区碎煤裂隙，阻隔有毒有害气体逸出到工作面，同时阻断了煤氧复合反应的发生，为随后的处理措施赢得宝贵时间。

实施例1

按质量百分比计，将水85.8％，N、N－双羟乙基十二烷基酰胺3％，十二烷基硫酸钠6％、十二烷基磺酸钠2％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3％、正丁醇0.1％以及羟丙基甲基纤维素0.1％混合均匀，得到阻化泡沫灭火材料(液体)，再加入阻化泡沫灭火材料重量100倍的水，阻化泡沫灭火材料发泡倍数可达100倍。

实施例2

按质量百分比计，将水90％，N、N－双羟乙基十二烷基酰胺2％，十二烷基硫酸钠4％、十二烷基磺酸钠0.8％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3％、正丁醇0.1％以及羟丙基甲基纤维素0.1％混合均匀，得到阻化泡沫灭火材料，再加入阻化泡沫灭火材料重量50倍的水，阻化泡沫灭火材料发泡倍数可达100倍。

实施例3

按质量百分比计，将水80％，N、N－双羟乙基十二烷基酰胺3％，十二烷基硫酸钠8％、十二烷基磺酸钠6％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠2.3％、正丁醇0.2％以及羟丙基甲基纤维素0.5％混合均匀，得到阻化泡沫灭火材料。

向阻化泡沫灭火材料中加入阻化泡沫灭火材料重量50倍的水，混合均匀后发泡60倍，用于实现临时封堵采空区碎煤裂隙。

实施例4

按质量百分比计，将水88.58％，N、N－双羟乙基十二烷基酰胺0.3％，十二烷基硫酸钠8％、十二烷基磺酸钠0.1％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3％、正丁醇0.01％以及羟丙基甲基纤维素0.01％混合均匀，得到阻化泡沫灭火材料。

向阻化泡沫灭火材料中加入阻化泡沫灭火材料重量20倍的水，混合均匀后发泡120倍，用于实现临时封堵采空区碎煤裂隙。

实施例5

按质量百分比计，将水87.05％，N、N－双羟乙基十二烷基酰胺1.5％，十二烷基硫酸钠5％、十二烷基磺酸钠6％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％、正丁醇0.05％以及羟丙基甲基纤维素0.3％混合均匀，得到阻化泡沫灭火材料。

向阻化泡沫灭火材料中加入阻化泡沫灭火材料重量70倍的水，混合均匀后发泡100倍，用于实现临时封堵采空区碎煤裂隙。

实施例6

按质量百分比计，将水89.4％，N、N－双羟乙基十二烷基酰胺2％，十二烷基硫酸钠0.2％、十二烷基磺酸钠5％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3％、正丁醇0.2％以及羟丙基甲基纤维素0.2％混合均匀，得到阻化泡沫灭火材料。

向阻化泡沫灭火材料中加入阻化泡沫灭火材料重量100倍的水，混合均匀后发泡90倍，用于实现临时封堵采空区碎煤裂隙。

本发明中向阻化泡沫中加入阻化泡沫灭火材料重量50倍水再发泡100倍，即阻化泡沫的体积扩大了5000倍；实际使用中阻化泡沫的发泡总倍数在5000倍以上，及采用1m³的阻化泡沫可以临时封闭5000m³以上的孔隙，虽然泡沫会逐渐破裂，但阻止了氧气扩散进升温区域，延缓了自然发火时间，延缓了有毒有害气体向工作区域的扩散速度，为人员和装备的撤离争取了宝贵时间，并且破裂的泡沫可以用较短的时间补充，为一种快捷有效的临时封堵方法。

Claims

1.一种阻化泡沫防灭火材料，其特征在于，按质量百分比计，包括水80％～90％、N、N－双羟乙基十二烷基酰胺0.3％～3％、十二烷基硫酸钠0.2％～8％、十二烷基磺酸钠0.1％～6％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％～3％、正丁醇0.01％～0.2％以及羟丙基甲基纤维素0.01％～0.5％；其中，十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠的质量百分数的总和不低于2％；使用时，向阻化泡沫防灭火材料中加入阻化泡沫防灭火材料重量20～100倍的水，混合均匀后发泡60～120倍，实现临时封堵采空区碎煤裂隙。

2.根据权利要求1所述的一种阻化泡沫防灭火材料，其特征在于，按质量百分比计，包括水85.8％～90％、N、N－双羟乙基十二烷基酰胺0.3％～3％、十二烷基硫酸钠0.2％～6％、十二烷基磺酸钠0.1％～6％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％～3％、正丁醇0.01％～0.2％以及羟丙基甲基纤维素0.01％～0.5％。

3.根据权利要求1所述的一种阻化泡沫防灭火材料，其特征在于，按质量百分比计，包括水85.8％～89.4％、N、N－双羟乙基十二烷基酰胺0.3％～3％、十二烷基硫酸钠0.2％～5％、十二烷基磺酸钠0.1％～6％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％～3％、正丁醇0.01％～0.2％以及羟丙基甲基纤维素0.01％～0.5％。

4.根据权利要求1所述的一种阻化泡沫防灭火材料，其特征在于，按质量百分比计，包括水87.05％～89.4％、N、N－双羟乙基十二烷基酰胺0.3％～3％、十二烷基硫酸钠0.2％～5％、十二烷基磺酸钠0.1％～5％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％～3％、正丁醇0.01％～0.2％以及羟丙基甲基纤维素0.01％～0.5％。

5.根据权利要求1所述的一种阻化泡沫防灭火材料，其特征在于，按质量百分比计，包括水88.58％～90％、N、N－双羟乙基十二烷基酰胺0.3％～3％、十二烷基硫酸钠0.2％～6％、十二烷基磺酸钠0.1％～6％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％～2.3％、正丁醇0.01％～0.1％以及羟丙基甲基纤维素0.01％～0.3％。

6.一种如权利要求1所述的阻化泡沫防灭火材料的使用方法，其特征在于，向阻化泡沫防灭火材料中加入阻化泡沫防灭火材料重量20～100倍的水，混合均匀后发泡60～120倍，实现临时封堵采空区碎煤裂隙；采用1m³的阻化泡沫能够临时封闭5000m³以上的孔隙。