CN109758710B - 一种无机胶凝泡沫防灭火材料及使用方法 - Google Patents

一种无机胶凝泡沫防灭火材料及使用方法 Download PDF

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Abstract

一种无机胶凝泡沫防灭火材料及使用方法，按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥87～92％，石膏5～10％、十二烷基硫酸钠0.5～2％以及十二烷基苯磺酸钠0.5～1％。本发明为了解决在矿井巷道内用少量的材料封堵较多漏风裂隙、隔绝氧气、防治余煤自然发火的问题，为矿井火灾防治提供了一种新材料。本发明中硫铝酸盐水泥起骨架作用；十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠起协同发泡的作用；石膏起加速固化的作用。本发明和有机发泡材料比较，耐火性强；和无机不发泡材料比较，充填同样的体积材料用量少，减少了材料使用量和运输成本，缩短了灾害治理时间，提高了灭火效率。

Description

一种无机胶凝泡沫防灭火材料及使用方法
技术领域
本发明涉及一种无机发泡防灭火材料及使用方法，特别是一种矿井自然发火防治材料。
背景技术
矿井碎煤自然发火通常都有一定的发展过程，出现自燃征兆后，通常采取减少供风量，减缓自然发火速度，但通常出现升温现象后，部分余煤区域温度已经很高，高温形成的压力差使升温区域空气流动更快，很难抑制高温区继续升温。也有采用表面活性剂制成的发泡材料封堵漏风的方法，但这些发泡材料发出的泡沫不稳定，泡沫破裂后空气依然能漏入火区，泡沫耐高温性差，在高温条件下迅速破裂，在高温区不能起到封堵漏风的作用。也有采用注水降温的方法，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，给矿井安全带来隐患。也有采用N2或CO2气体来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无机发泡防灭火材料及使用方法，该材料耐火温度高、无异味、膨胀倍数高，在高温下无有毒有害气体产生，用少量的材料可以治理较大的空间，减少了巷道运输量，可快速治理自然发火区域，治理过的区域不会出现二次发火现象。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种无机胶凝泡沫防灭火材料，按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥87～92％，石膏5～10％、十二烷基硫酸钠0.5～2％以及十二烷基苯磺酸钠0.5～1％。
本发明进一步的改进在于，按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥89～92％，石膏5～8％、十二烷基硫酸钠0.5～2％以及十二烷基苯磺酸钠0.5～1％。
本发明进一步的改进在于，按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥87～89％，石膏8～10％、十二烷基硫酸钠0.5～2％以及十二烷基苯磺酸钠0.5～1％。
本发明进一步的改进在于，按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥87～90％，石膏7～10％、十二烷基硫酸钠0.5～2％以及十二烷基苯磺酸钠0.5～1％。
本发明进一步的改进在于，硫铝酸盐水泥的比表面积大于380m2/kg。
一种无机胶凝泡沫防灭火材料的使用方法，按质量百分比计，将水50％～80％与无机胶凝泡沫防灭火材料20％～50％混合并搅拌均匀，形成浆液，然后注入氮气或空气，使得最终体积为浆液体积的2～6倍。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明为了解决在矿井巷道内用少量的材料封堵较多漏风裂隙、隔绝氧气、防治余煤自然发火的问题，为矿井火灾防治提供了一种新材料。本发明中硫铝酸盐水泥起骨架作用；十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠起协同发泡的作用；石膏起加速固化的作用。本发明和有机发泡材料比较，耐火性强；和无机不发泡材料比较，充填同样的体积材料用量少，减少了材料使用量和运输成本，缩短了灾害治理时间，提高了灭火效率。
在使用时，按质量百分比计，将水与无机胶凝泡沫防灭火材料搅拌均匀，形成浆料，并向浆液中通入氮气或空气，使其体积膨胀2～6倍，固化后体积不收缩，抗压强度达到0.1-0.4MPa，对矿井环境无污染、使用便捷、可永久封闭漏风区域及火区、快速治理自然发火区域。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明所提供的无机发泡防灭火材料由硫铝酸盐水泥(比表面积大于380m2/kg)、石膏、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠按比例混合均匀即成为本发明的无机发泡防灭火材料。它是一种固体粉末材料。
各组份占质量百分比分别为：硫铝酸盐水泥87～92％，石膏5～10％、十二烷基硫酸钠0.5～2％以及十二烷基苯磺酸钠0.5～1％。将硫铝酸盐水泥，石膏、十二烷基硫酸钠以及十二烷基苯磺酸钠按比例混合均匀，即可得到无机胶凝泡沫防灭火材料。
在使用时，按质量百分比计，水占50％～80％，无机胶凝泡沫防灭火材料占20％～50％。将混合均匀的无机胶凝泡沫防灭火材料按比例加入水中搅拌均匀，形成浆料，并向浆液中通入氮气或空气，使其体积膨胀2～6倍。
实施例1
按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥92％，石膏5％、十二烷基硫酸钠2％以及十二烷基磺酸钠1％。
使用时，按质量百分比计，将水50％与无机胶凝泡沫防灭火材料50％混合均匀，注入一定量的氮气或空气，最终体积为粉料(即无机胶凝泡沫防灭火材料)体积的6倍，固化后体积不收缩，抗压强度达到0.13MPa。
实施例2
按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥92％，石膏5％、十二烷基硫酸钠2％以及十二烷基磺酸钠1％。
使用时，按质量百分比计，将水60％与无机胶凝泡沫防灭火材料40％混合均匀，注入一定量的氮气或空气，最终体积为粉料体积的6倍，固化后体积不收缩，抗压强度达到0.12MPa。
实施例3
按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥92％，石膏5％、十二烷基硫酸钠2％以及十二烷基磺酸钠1％。
使用时，按质量百分比计，将水70％与无机胶凝泡沫防灭火材料30％混合均匀，注入一定量的氮气或空气，最终体积为粉料体积的4倍，固化后体积不收缩，抗压强度达到0.16MPa。
实施例4
按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥87％，石膏10％、十二烷基硫酸钠2％以及十二烷基磺酸钠1％。
使用时，按质量百分比计，将水50％与无机胶凝泡沫防灭火材料50％混合均匀，形成浆液，然后注入氮气，使得最终体积为浆液体积的2倍，固化后体积不收缩，抗压强度达到0.34MPa。
实施例5
按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥90％，石膏9％、十二烷基硫酸钠0.5％以及十二烷基磺酸钠0.5％。
使用时，按质量百分比计，将水80％与无机胶凝泡沫防灭火材料20％混合均匀，形成浆液，然后注入氮气，使得最终体积为浆液体积的3倍，固化后体积不收缩，抗压强度达到0.17MPa。
实施例6
按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥91％，石膏7.3％、十二烷基硫酸钠1％以及十二烷基磺酸钠0.7％。
使用时，按质量百分比计，将水60％与无机胶凝泡沫防灭火材料40％混合均匀，形成浆液，然后注入空气，使得最终体积为浆液体积的4倍，固化后体积不收缩，抗压强度达到0.18MPa。
实施例7
按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥92％，石膏6％、十二烷基硫酸钠1％以及十二烷基磺酸钠1％。
使用时，按质量百分比计，将水70％与无机胶凝泡沫防灭火材料30％混合均匀，形成浆液，然后注入氮气，使得最终体积为浆液体积的5倍，固化后体积不收缩，抗压强度达到0.14MPa。
实施例8
按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥89％，石膏8％、十二烷基硫酸钠2％以及十二烷基磺酸钠1％。
使用时，按质量百分比计，将水75％与无机胶凝泡沫防灭火材料25％混合均匀，形成浆液，然后注入氮气，使得最终体积为浆液体积的6倍，固化后体积不收缩，抗压强度达到0.11MPa。
实施例9
按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥90％，石膏7％、十二烷基硫酸钠2％以及十二烷基磺酸钠1％。
使用时，按质量百分比计，将水55％与无机胶凝泡沫防灭火材料45％混合均匀，形成浆液，然后注入空气，使得最终体积为浆液体积的2倍，固化后体积不收缩，抗压强度达到0.32MPa。

Claims (5)

1.一种无机胶凝泡沫防灭火材料，其特征在于，按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥87～92％，石膏5～10％、十二烷基硫酸钠0.5～2％以及十二烷基苯磺酸钠0.5～1％；其中，硫铝酸盐水泥的比表面积大于380m2/kg，使用时，与水混合后固化，抗压强度达到0.1-0.4MPa。
2.根据权利要求1所述的一种无机胶凝泡沫防灭火材料，其特征在于，按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥89～92％，石膏5～8％、十二烷基硫酸钠0.5～2％以及十二烷基苯磺酸钠0.5～1％。
3.根据权利要求1所述的一种无机胶凝泡沫防灭火材料，其特征在于，按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥87～89％，石膏8～10％、十二烷基硫酸钠0.5～2％以及十二烷基苯磺酸钠0.5～1％。
4.根据权利要求1所述的一种无机胶凝泡沫防灭火材料，其特征在于，按质量百分比计，包括硫铝酸盐水泥87～90％，石膏7～10％、十二烷基硫酸钠0.5～2％以及十二烷基苯磺酸钠0.5～1％。
5.一种如权利要求1所述的无机胶凝泡沫防灭火材料的使用方法，其特征在于，按质量百分比计，将水50％～80％与无机胶凝泡沫防灭火材料20％～50％混合并搅拌均匀，形成浆液，然后注入氮气或空气，使得最终体积为浆液体积的2～6倍。
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