CN1524927A - 一种用于防治煤炭自燃的悬沙稠化剂 - Google Patents
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Abstract
一种用于防治煤炭自燃的悬沙稠化剂，在水中加入稠化剂，制成一定比例浓度的稠化剂溶液，在该溶液中加入沙子充分混合，使沙粒完全悬浮在液体中，制成一定比例浓度的稠化沙浆，然后经输送管道喷洒或注入在需要防灭火的区域。该稠化剂有很强的吸水能力，并能将沙和水固结在一起而不脱水，防灭火性能好；悬沙溶液在管道流动中不沉降，对管道磨损小，不易堵管，并有利于管道长距离输送。悬沙稠化剂材料防灭火效果显著，且成本低廉，在沙源丰富的矿区具有广泛的适用性。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种悬砂稠化材料，特别是一种具有能悬砂、高吸水和保水性能的用于防治煤炭自燃的悬砂稠化剂。
二、背景技术
煤炭自燃是我国煤矿的主要自燃灾害之一，严重威胁着煤矿人员的安全以及造成重大的经济损失。目前国内外矿井防治煤炭自燃主要采用黄泥或粉煤灰注浆材料，这些材料成本低，防灭火效果较好。但我国一些矿区缺水少土，地表为山砂覆盖，当地也无粉煤灰资源，若采用其它防灭火材料，如氮气、凝胶等则使用成本高，因此这些矿区在防灭火材料的选择上面临困难。如何利用山砂这一天然资源来进行防灭火，一直是人们关注的课题。目前通常采用水作为流体来进行山砂的输送，但是山砂在输送过程中很容易沉淀到管底造成堵管现象，为防止堵管，一般水砂比达10∶1以上，需水量大，同时砂浆在井下的脱水量也大，恶化井下的工作环境，还影响煤质。此外山砂对管道的磨损也相当严重。因此采用山砂作为矿井防灭火的材料的使用受到限制，致使这些区域曝炭自燃火灾发为严重。我国新疆、内蒙、甘肃等地的煤田火灾十分严重，每年烧毁1000多吨优质煤炭，经济损失超过200亿元，煤炭自燃产生大量的有毒有害气体严重污染环境，还造成大面积的植被破坏，使土壤沙漠化。
三、技术内容
1.发明目的
鉴于已有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种能有效的把山砂悬浮起来，减少管道流动阻力，吸水性强，阻燃灭火效果好的用于防治煤炭自燃的悬砂稠化剂。
2.技术方案
本发明一种用于防治煤炭自燃的悬砂稠化剂，其制做过程是：
步骤一：在水中加入海藻酸钠，使其完全溶解，制成其浓度为1.0％～2.5％的浓溶液；
步骤二：在稠化剂的浓溶液中加入含有一定量钙、镁、铝等阳离子或氢离子的适量水进行稀释，加入的水量为稠化剂浓溶液的4～6倍，使海藻酸钠在水中的比例为0.3％～0.45％，制成一定比例浓度的具有松散的三维网状结构的凝胶状态的稠化剂溶液，能将沙粒完全悬浮；
步骤三：在制成的稠化溶液中加入按需要浓度配置的沙子，充分搅拌后，使沙子完全悬浮在稠化剂溶液中，悬沙溶液中水沙比为1∶1～1∶5。
3.技术效果
本发明一种用于防治煤炭自燃的悬砂稠化剂，在水中加入稠化剂，配制成一定比例浓度的山砂稠化剂，稠化剂水溶液能将任意比例的沙子完全悬浮起来。该稠化剂有很强的吸水能力，并能将沙子和水固结在一起而不易脱水，防灭火效果显著。另外含有悬沙稠化剂的沙浆在管道流动中，稠化剂能形成减阻界面，大大减缓了对管道的磨损；由于沙粒不沉降，也消除了堵管现象。在水中添加一定比例的山沙稠化剂所形成的流体是屈服假塑性的非牛顿流体，在高速剪切流动中，能大幅度的稀化，有利于进行管道长距离的输送，便于现场大规模的应用。该稠化剂无毒，无味，安全，环保，悬沙稠化剂较其它注浆材料成本低，每立方米沙浆的稠化剂成本低15～20元，且防灭火效果显著，在沙源丰富的矿区具有广泛的适用性。
四、具体实施方式
本发明一种用于防治煤炭自燃的悬沙稠化剂，在水中加入稠化剂，稠化剂采用海藻酸钠，使水和稠化剂完全溶解，制成一定比例的浓溶液，该比例的浓溶液为1.5％～2.5％；在1.5％～2.5％比例浓度的稠化剂溶液中加入含有钙、镁、铝等阳离子或氢离子的一定水量进行稀释，稀释的水为4～6倍，制成溶液比为0.3％～0.45％的悬沙溶液，使水中形成松散的三维网状结构；在制成的悬沙溶液中加入沙子，悬沙溶液中水沙比为1∶1～1∶5，充分搅拌后，使沙子完全悬浮在稠化剂溶液中，用输送泵将配制好的稠化沙浆，经输送管道喷洒或注入到需要阻燃或是燃烧的煤层上，起到预防和扑灭井下煤层火灾的作用。
实施例一：在高速搅拌的196kg水中慢慢的添加4kg稠化剂，使其完全溶解配制成2％的浓溶液，将2％的悬砂稠化剂浓溶液用自来水稀释5倍，配制成0.4％的稠化剂溶液1000kg。配制好稠化剂溶液后，此时，按水砂比为2∶1的比例将山砂与溶液混合，即将500kg山砂加入该配制好的1000kg溶液中，并充分搅拌2分钟左右，此时，山砂就完全悬浮在溶液中。用0.6MP的螺杆泵作动力，用100mm的钢管输送80米，最后将其喷洒在燃烧的煤堆上，沙浆溶液均匀的覆盖在煤堆上，煤堆的温度迅速降低，煤火很快被扑灭。
实施例二：在高速搅拌的196.5kg水中慢慢的添加3.5kg增稠添加剂，使其完全溶解配制成1.75％的浓溶液，将1.75％的悬砂稠化剂浓溶液用自来水稀释5倍，配制成0.35％的稠化剂溶液1000kg。配制好稠化剂溶液后，此时，按水砂比为4∶1的比例将山砂与溶液混合，即将250kg山砂加入该配制好的1000kg溶液中，并充分搅拌2分钟左右，此时，山砂就完全悬浮在溶液中。用0.6MP的螺杆泵作动力，用100mm的钢管输送80米，最后将其喷洒在燃烧的煤体上上，沙浆溶液均匀的覆盖在煤块上，煤块的温度迅速降低，煤块火很快被扑灭。
Claims (5)
1.一种用于防治煤炭自燃的悬砂稠化剂，其特征是：
步骤一：在水中加入稠化剂，使其完全溶解，制成一定比例的浓溶液；
步骤二：在稠化剂溶液中加入含有钙、镁、铝等阳离子或氢离子的适量水进行稀释，制成一定比例浓度的具有松散的三维网状结构的凝胶状态的稠化剂溶液；
步骤三：在制成的稠化剂溶液中加入按需要浓度配置的沙子，充分搅拌后，使沙子完全悬浮在稠化剂溶液中。
2.根据权利要求1所述的一种用于防治煤炭自燃的悬砂稠化剂，其特征在于：所述的稠化剂为海藻酸钠，其化学分子式为(C6H7O6Na)n。
3.根据权利要求1所述的一种用于防治煤炭自燃的悬砂稠化剂，其特征在于：所述的步骤一中一定比例的浓溶液为1.5％～2.5％。
4.根据权利要求1或3所述的一种用于防治煤炭自燃的悬砂稠化剂，其特征在于：所述的步骤二中加入适量的稀释水为4～6倍，所制成的稠化剂溶液浓度比为0.3％～0.45％。
5.根据权利要求1所述的一种用于防治煤炭自燃的悬砂稠化剂，其特征在于：所述的步骤三中悬沙稠化剂溶液中水沙质量比为1∶1～1∶5。
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