CN1126806C - 煤矿中防止煤炭自燃的凝胶阻化剂 - Google Patents

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Abstract

一种煤矿中防止煤炭自燃的凝胶阻化剂，是2～6份硅酸钠加10～32份促凝剂(氢氧化钙、粘土及氯化镁)。比现有技术优越，能吸附于煤体表面，隔绝空气接触，降低吸氧能力；形成的凝胶浆状具有一定的粘度，能起到“堵漏”作用；能和煤体内易自燃的成分生成不易自燃的盐；阻化率在90%以上；价格是现有技术的十分之一；无毒无害无味，不污染井下环境，对人体无毒副作用；具有明显的市场优势。

Description

煤矿中防止煤炭自燃的凝胶阻化剂
本发明涉及无机化学领域中的组合物，特别是一种适用于煤矿中防止煤炭自燃的凝胶阻化剂。
煤矿中煤的自燃火灾，系指煤炭在一定的条件下，自身发生物理化学变化——吸氧、氧化、发热、热量聚积最终导致着火而发生火灾。我国煤矿自然条件复杂，自然发火的矿井范围广、数量多，占全国重点煤矿的50％以上，也是世界上自然发火率最高的国家之一，达到1.29次/百万吨。煤矿自然火灾的发生，严重地威胁着矿井和矿工的人身安全，给国家造成巨大损失。
现有技术中的凝胶阻化剂是国内外正在试验研究的一种防止煤炭自燃的新方法。它是采用单一的(或组合的)化学物质溶液或乳浊液喷洒或灌注中到采空区、煤柱裂隙中以及高温地带等，阻止或降低煤的氧化进程，防止煤炭自燃。现有技术的凝胶阻化剂中，基料采用硅酸钠(sodium silicate，Na2O·n SiO2)，促凝剂采用碳酸氢铵(ammonium bicarbonate，NH4HCO3)。
现有技术中的此种凝胶阻化剂有以下不足：
1.在成胶过程中释放出大量刺激性强烈的氨气，氨气污染井下环境并对人体有刺激和毒害作用，产生诸如眼睛粘膜水肿、溃疡，经上呼吸道吸入而致咽灼痛、咳嗽、上呼吸道炎症、灼伤皮肤等毒害症状。
2.其粘度和阻化效果较低(据报道，阻化率在86％±)。
3.其成本较高。
本申请的发明目的就是克服上述现有技术的不足，研制一种无毒、无害、无味的新型凝胶阻化剂，不污染井下环境，对人体无毒副作用。
本申请的发明目的是通过以下技术方案实施的：
研制一种煤矿中防止煤炭自燃的凝胶阻化剂，主要含有基料和促凝剂，其特征在于：基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙(sodium hydrooxide，Ca(OH)2)、粘土(clay，主要化学组份是SiO2、Al2O3和水)和氯化镁(magnesium chloride，MgCl2·6H2O)等多种成分。
基料和促凝剂的重量配比为：基料为2～6份，促凝剂为10～32份，余量为水。
其特征是促凝剂中各组份的重量是：氢氧化钙4～13份、粘土4～13份、氯化镁2～6份。
本发明的煤矿中防止煤炭自燃的凝胶阻化剂，比现有技术的凝胶阻化剂有如下明显的优越性：
1.它能吸附于煤炭的表面，包裹煤体，隔绝煤和空气的接触，降低煤的吸氧能力；
2.它形成的凝胶呈浆状，具有一定的粘度，能起到“堵漏”作用；
3.它的促凝剂中的氢氧化钙组份，能和煤体内容易自燃的成分(如腐植酸，又称胡敏酸，humic acids)化合，生成不易自燃的盐类；
4.它的溶液蒸发能起到吸热降温作用，能降低煤(在低温时)的氧化活性；
5.其阻化率在90％以上，高于已知的任何一种凝胶阻化剂；
6.它无毒、无害、无味，不污染井下环境，对人体无毒副作用；
7.它的价格是现有技术的十分之一，具有明显的市场优势。
使用中可以根据现场实际情况、使用地点和要求成胶时间等因素(采空区？煤柱裂隙？密闭墙？巷道顶板？采煤工作面？两道？两线？需喷洒作业面的温度及厚度、喷洒泵流量以及料箱到喷洒地点的距离远近)，配制不同粘度、不同凝胶时间、不同凝胶强度的阻化剂。
经在某矿试用，效果满意，达到了预期的发明目的。
阻化率采用同一测定方法，即：
(裸煤CO发生率-样品CO发生率)÷裸煤CO发生率＝阻化率(％)
以下结合实施例对本发明作进一步阐述：〔实施例一〕其组成为：基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙、粘土和氯化镁。
基料和促凝剂的重量配比为：基料为6份，促凝剂为10份，余量为水。
促凝剂中各组份的重量是：氢氧化钙4份、粘土4份、氯化镁6份。〔实施例二〕其组成为基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙、粘土和氯化镁。
基料和促凝剂的重量配比为：基料为2份，促凝剂为32份，余量为水。
促凝剂中各组份的重量是：氢氧化钙13份、粘土13份、氯化镁6份。〔实施例三〕其组成为：基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙、粘土和氯化镁。
基料和促凝剂的重量配比为：基料为3份，促凝剂为20份，余量为水。
促凝剂中各组份的重量是：氢氧化钙13份、粘土4份、氯化镁3份。(实施例四〕其组成为基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙、粘土和氯化镁。
基料和促凝剂的重量配比为：基料为4份，促凝剂为15份，余量为水。
促凝剂中各组份的重量是：氢氧化钙6份、粘土5份、氯化镁4份。〔实施例五〕其组成为：基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙、粘土和氯化镁。
基料和促凝剂的重量配比为：基料为5份，促凝剂为10份，余量为水。
促凝剂中各组份的重量是：氢氧化钙4份、粘土4份、氯化镁2份。〔实施例六〕其组成为基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙、粘土和氯化镁。
基料和促凝剂的重量配比为：基料为5份，促凝剂为25份，余量为水。
促凝剂中各组份的重量是：氢氧化钙10份、粘土10份、氯化镁5份。〔实施例七〕其组成为：基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙、粘土和氯化镁。
基料和促凝剂的重量配比为：基料为4份，促凝剂为32份，余量为水。
促凝剂中各组份的重量是：氢氧化钙13份、粘土13份、氯化镁6份。〔实施例八〕其组成为基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙、粘土和氯化镁。
基料和促凝剂的重量配比为：基料为3份，促凝剂为15份，余量为水。
促凝剂中各组份的重量是：氢氧化钙6份、粘土3份、氯化镁6份。〔实施例九〕其组成为：基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙、粘土和氯化镁。
基料和促凝剂的重量配比为：基料为3份，促凝剂为20份，余量为水。
促凝剂中各组份的重量是：氢氧化钙14份、粘土4份、氯化镁2份。〔实施例十〕其组成为基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙、粘土和氯化镁。
基料和促凝剂的重量配比为：基料为4份，促凝剂为25份，余量为水。
促凝剂中各组份的重量是：氢氧化钙9份、粘土10份、氯化镁6份。〔实施例十一〕其组成为：基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙、粘土和氯化镁。
基料和促凝剂的重量配比为：基料为5份，促凝剂为32份，余量为水。
促凝剂中各组份的重量是：氢氧化钙13份、粘土13份、氯化镁6份。〔实施例十二〕其组成为基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙、粘土和氯化镁。
基料和促凝剂的重量配比为：基料为6份，促凝剂为15份，余量为水。
促凝剂中各组份的重量是：氢氧化钙6份、粘土5份、氯化镁4份。〔实施例十三〕其组成为：基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙、粘土和氯化镁。
基料和促凝剂的重量配比为：基料为5份，促凝剂为13份，余量为水。
促凝剂中各组份的重量是：氢氧化钙4份、粘土7份、氯化镁2份。〔实施例十四〕其组成为基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙、粘土和氯化镁。
基料和促凝剂的重量配比为：基料为4份，促凝剂为18份，余量为水。
促凝剂中各组份的重量是：氢氧化钙5份、粘土10份、氯化镁3份。〔实施例十五〕其组成为：基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙、粘土和氯化镁。
基料和促凝剂的重量配比为：基料为3份，促凝剂为26份，余量为水。
促凝剂中各组份的重量是：氢氧化钙12份、粘土10份、氯化镁4份。〔实施例十六〕其组成为基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙、粘土和氯化镁。
基料和促凝剂的重量配比为：基料为2份，促凝剂为28份，余量为水。
促凝剂中各组份的重量是：氢氧化钙13份、粘土10份、氯化镁5份。

Claims (2)

1.一种煤矿中防止煤炭自燃的凝胶阻化剂，主要含有基料和促凝剂，其特征在于：基料为硅酸钠，促凝剂采用氢氧化钙、粘土和氯化镁；基料和促凝剂的重量配比为：基料为2～6份，促凝剂为10～32份，余量为水。
2.按照权利要求1所述的煤矿中防止煤炭自燃的凝胶阻化剂，其特征是促凝剂中各组份的重量配比是：氢氧化钙4～13份、粘土4～13份、氯化镁2～6份。
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