MXPA04007279A - Metodo para espolvear superficies de mina de carbon. - Google Patents

Abstract

Una composicion para espolvoreo de una piedra en una superficie de piedra expuesta en una mina de carbon que comprende polvos de piedra caliza, agente formador de espuma y agua.

Description

METODO PARA ESPOLVOREAR SUPERFICIES DE MINA DE CARBON CAMPO DE LA INVENCION En minas subterráneas de carbón, el espolvoreo de las superficies de roca expuestas se utiliza para evitar y eliminar incendios causados por la ignición de polvo de carbón y gas metano que se produce durante el proceso de explotación de minas. El espolvoreo implica el revestimiento de las superficies de la mina con polvos de piedra caliza subterráneos finos. El polvo se adhiere a las paredes de la mina y previene la propagación de fuego a lo largo de las superficies expuestas de carbón no explotado en la mina. En el caso de ignición del polvo de carbón y gas dentro de la mina, la conmoción de una explosión y fuego causará que el polvo que se adhiere libremente, caiga desde las superficies de la mina para producir una suspensión de polvo en el aire de piedra caliza que evita la propagación de la llama y detiene el fuego.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION En el espolvoreo tradicional, un material inerte pulverizado, deficientemente cohesivo, suelto, se aplica a las superficies de las paredes y del techo de la mina. En el caso de una explosión de polvo de carbón, debido a la conmoción, el material se suspende fácilmente en el aire de la mina. El procedimiento tradicional de espolvoreo es generalmente polvoso y poco económico. Se tiene que evacuar el personal que labora en el área de ventilación, mientras se desarrolla el procedimiento de espolvoreo, por la cantidad excesiva de polvo respirable que se produce en el aire de la mina durante la aplicación de polvos incombustibles. La evacuación reduce el tiempo en que puede operar la mina. En la práctica tradicional, el polvo se aplica por medio de "dispositivos retenedores". Con este método, no se adhiere una porción sustancial de polvo a las superficies de la mina y típicamente cae al piso que se vuelve húmedo y por lo tanto inactivo, dejando sólo una cantidad limitada de material remanente út i Imente colocado eñ las paredes y eT techo.

Lo que se necesita en la industria es un método de espolvoreo de superficies de minas de carbón para evitar y eliminar cualquier posible fuego y explosiones en las minas subterráneas de carbón, sin el efecto secundario perjudicial de la producción excesiva de polvo suspendido en el aire.

SUMARIO DE LA INVENCION La presente invención utiliza la propiedad cohesiva de material de espuma compuesto de una cantidad pequeña de agua, con un polvo mineral de grano fino tal como se obtiene a partir de la piedra caliza, dolomita, magnesita, polvillo de cenizas de la clase F, gas de sílice, yeso, anhidrita, arcillas no expansivas, o desechos finos de mina subterránea, y mezclas de los anteriores, suspendidos en una espuma. El polvo mineral seco se mezcla con espuma para producir una masa de material que es altamente vesicular pero que es lo suficientemente cohesiva y fluida para bombearse y asperjarse como una masa de espuma en las superficies de las paredes de la mina y techos. El material de espuma se aplica con un dispositivo de aspersión que permite que la masa celular o esponjosa se adhiera a las superficies. Debido a la baja densidad del material, el material se puede adherir a cualquier espesor adecuado para la aplicación. Una ventaja significativa de la presente invención es que no se produce polvo suspendido en el aire excesivo durante la aplicación, de este modo se elimina la necesidad de evacuar al personal en el área durante la aplicación. El procedimiento es mucho más limpio y se produce menos desperdicio que el espolvoreo normal. Después de la aplicación, el contenido bajo de agua del material permite la evaporación del agua en la masa celular o esponjosa, que resulta en un material vesicular, débilmente cohesivo y fino que se espolvorea fácilmente y tiene propiedades similares a aquél del polvo seco que se utiliza en la práctica de espolvoreo tradicional. En una modalidad, la presente invención incluye un material de espuma que comprende polvos de caliza, un agente formador de espuma y agua. En otra modalidad, la presente invención incluye un material de espuma que comprende polvo por lo menos de uñ mate rTal se eccTonáUo de"! grupo" que consiste en dolomita, magnesita, polvillo de cenizas de la clase F, gas de sílice, yeso, anhidrita, arcillas no expansivas, desechos finos de mina subterránea, y mezclas de los anteriores; un agente formador de espuma y agua. En otra modalidad, la presente invención incluye una formulación de polvo seco que comprende polvos de piedra caliza, un agente formador de espuma de polvo seco y un aditivo que fomenta la producción de gas con el contacto con el agua. En otra modalidad, la presente invención incluye una formulación de polvo seco que comprende polvo por lo menos de un material seleccionado del grupo que consiste en dolomita, magnesita, polvillo de cenizas de la clase F, gas de sílice, yeso, anhidrita, arcilla no expansiva, desechos finos de minas subterráneas, y mezclas de los anteriores; un agente formador de espuma de polvo seco y un aditivo que fomenta la producción de gas con el contacto con el agua. En otra modalidad, la presente invención incluye un método de espolvoreo de superficies de mina de carbón que comprende los pasos de: proveer una mezcla de espuma que comprende un agente formador de espuma y agua ; incorporar aire dentro de la mezcla de espuma para producir una espuma; combinar la espuma y polvos de piedra caliza para formar un material de espuma; y aplicar el material de espuma a la superficie de una mina. En otra modalidad, la presente invención incluye un método de espolvoreo a superficies de la mina de carbón que comprende los pasos de: proveer una mezcla de espuma que comprende un agente formador de espuma y agua; incorporar aire dentro de la mezcla de espuma para producir una espuma; combinar la espuma y el polvo por lo menos de un material seleccionado del grupo que consiste de: dolomita, magnesita, polvillo de cenizas de la clase F, gas de sílice, yeso, anhidrita, arcilla no expansiva, desechos finos de minas subterráneas, y mezclas de los anteriores; para formar un material de espuma; y aplicar el material de espuma la superficie de una mina. En otra modalidad, la presente invención incluye un método de espolvoreo de superficies de mina de carbón que comprende: proveer una formulación de polvo seco que comprende polvos de piedra caliza, agente formador de espuma de polvo seco, y un aditivo que fomenta la producción de gas con el contacto con el agua; mezclar la formulación de polvo seco con agua para generar un material de espuma; y aplicar el material de espuma la superficie de una mina. En otra modalidad, la presente invención incluye un método de espolvoreo de superficies de mina de carbón que comprende: proveer una formulación de polvo por lo menos de un material seleccionado del grupo que consiste en dolomita, magnesita, polvillo de cenizas de la clase F, gas de sílice, yeso, anhidrita, arcilla no expansiva, desechos finos de minas subterráneas, y mezclas de los anteriores; un agente formador de espuma de polvo seco y un aditivo que fomenta la producción de gas con el contacto con el agua; mezclar la formulación de polvo seco con agua para generar un material de espuma; y aplicar el material de espuma a una superficie de mina. En una modalidad adicional; la presente invención incluye un método de espolvoreo de superficies de mina de carbón que comprende: proveer una formulación de polvo seco que comprende polvos de piedra caliza, agente formador de espuma de polvo seco, y un aditivo que fomenta la producción de gas con el contacto con el agua; y, aplicar la formulación de polvo seco a una superficie húmeda.

En una modalidad adicional, la presente invención incluye un método de espolvoreo a superficies de minas de carbón que comprende: proveer una formulación de polvo seco que comprende el polvo por lo menos de un material seleccionado del grupo que consiste en dolomita, magnesita, polvillo de cenizas de la clase F, gas de sílice, yeso, anhidrita, arcilla no expansiva, desechos finos de minas subterráneas, y mezclas de los anteriores; agente formador de espuma de polvo seco, y un aditivo que fomenta la producción de gas con el contacto con el agua; y, aplicar la formulación de polvo seco a una superficie húmeda. En otra modalidad, la presente invención incluye un método de espolvoreo de superficies de mina de carbón que comprende los pasos de: proveer una mezcla de espuma que comprende un agente formador de espuma y agua; incorporar aire dentro de la mezcla de espuma para producir una espuma; combinar la espuma y un insoluble en agua, no-combustible, polvo inhibidor de fuego, para formar un material de espuma; aplicar el material de espuma a una superficie de mina. En c ier as modaTTdades de Ta presente invención, los agentes de formación de espuma adecuados para uso del método de la presente invención puede ser un polvo seco o líquido y puede incluir alcanolami das , alcanolaminas , alquilaril sulfonatos, copolímeros de bloque de óxido de polipropileno-óxido polietileno, alquilfenol etoxilatos, carboxilatos de ácidos grasos, sulfonatos de ácidos grasos, sulfatos de ácidos grasos, éster de sulfato de alcoholes grasos, éster de sulfato de alcohol etoxilado graso, por ejemplo laurel éter sulfatos, agentes tensioact ivos que contienen f luorocarbono , olef insul fonatos , sulfatos de olefina, proteínas hidrol i zadas , y mezclas de los anteriores. Un agente formador de espuma seco preferido es un a 1 faole f insul fonato vendido bajo la marca de BIOTERGE® desde Stepan, Inc., Northfield, Illinois. Un agente formador de espuma líquido preferido es Rheocell® 30 de Master Builders Inc., Cleveland, Ohio. Cuando se refiere a una mina en toda esta descripción detallada, también se refiere a la labor escalonada de minas.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La presente invención provee un material de espuma novedoso para la prevención y eliminación de fuegos en minas, así como un método para formar el material de espuma que utiliza espuma y el polvos de piedra caliza, dolomita, magnesita, polvillo de cenizas de la clase F, gas de sílice, yeso, anhidrita, arcilla no expansiva, desechos finos de minas subterráneas (polvo) y mezcla de los anteriores. La presente invención provee adicionalmente un método de espolvoreo de superficies de mina para prevenir y eliminar fuegos y explosiones por medio de la aplicación de material de espuma con un dispositivo de aspersión que permite al material de espuma adherirse a las superficies de la mina. Una modalidad de la presente invención es un método para asperjar una superficie de mina con un material de espuma que comprende polvos de piedra caliza, dolomita, magnesita, polvillo de cenizas de la clase F, gas de sílice, yeso, anhidrita, arcilla no expansiva, desechos finos de minas subterráneas y mezcla de los anterioré T agente formador de espuma; y, agua; el método que comprende activar el agente formador de espuma para formar espuma previamente generada; agregar la espuma previamente generada a los polvos de piedra caliza en una mezcladora; transportar la mezcla a una boquilla de asperjado que se puede realizar por medio de una bomba o por medio de un vehículo de transporte neumático; y asperjar el material de espuma en la superficie de la mina, en donde el material de espuma se adhiere a la superficie de la mina y se deshidrata o pierde humedad para formar un recubrimiento porosa. Los agentes de formación de espuma adecuados para su uso con el método de la presente invención pueden ser un polvo seco o líquido y puede incluir alcanolamidas , alcanolaminas , alquilarilsulfonatos , copolímeros de bloque de óxido de polipropileno-óxido de polietileno, alquilfenol etoxilatos, carboxilatos de ácidos grasos, sulfonatos de ácidos grasos, sulfatos de ácidos grasos, éster de sulfato de alcoholes grasos, ésteres sulfato de alcholes grasos etoxilados, por ejemplo laurel éter sulfatos, agentes tensioact ivos que contienen f luorocarbono , olef insulf onatos , sulfatos de olefTñ T, prcTte nas" hidrol i zadas , y mezclas de los anteriores. Un agente formador de espuma seco preferido es un alfaolefinsulfonato vendido bajo la marca de BIOTERGE® desde Stepan, Inc., Northfield, Illinois. Un agente formador de espuma líquido preferido es Rheocell ® 30 de Master Builders Inc., Cleveland, Ohio. La proporción de dilución de agua para el agente formador de espuma puede ser generalmente desde 20:1 (aproximadamente 4.76% de agente formador de espuma en agua) a 60:1 (aproximadamente 1.64%) pero es preferible 25:1 (aproximadamente 3.8%) a 35:1 (aproximadamente 2.8%) . Las proporciones de dilución son una función de la composición del agente formador de espuma y se establecen por el uso típico, son determinadas por las características de uso, del polvo celular o esponjoso. De este modo, las proporciones de dilución de agua para el agente formador de espuma pueden ser considerablemente mejores que aquéllas establecidas anteriormente; (por ejemplo, la proporción de dilución de agua para los agentes de formación de espuma particulares puede ser en miles ) . Los agentes de formación de espuma de alcanolamida de acuerdo con la presente invenc ión incluyen, pero no se limitan a, aquellos que tienen 12 a 20 átomos de carbono. Los agentes de formación de espuma de alcanolamina de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a, aquellos que tienen de 12 a 20 átomos de carbono. Los agentes de formación de espuma de alquilarilsulfonato de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a, aquellos que tienen un grupo arilo y que tienen grupos de alquilo con 12 a 20 átomos de carbono. Los agentes de formación de espuma de copolímeros de bloque de óxido de polipropileno-óxido polietileno de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a, aquellos que tienen 10 a 20 unidades de cada bloque. Los agentes de formación de espuma de alquilfenol etoxilado de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a, aquellos que tienen un grupo alquilo de 12 a 20 átomos de carbono. Los agentes de formación de espuma de carboxilatos de ácido graso de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a, aquellos en los que la pdrcTSñ- del aciao graso tiene de 12 a 20 átomos de carbono.

Los agentes de formación de espuma de etoxilatos de ácido graso de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a, aquellos en los que el número de grupos de etoxilato es 10 a 20 y la porción del ácido graso tiene de 12 a 20 átomos de carbono. Los agentes de formación de espuma de sulfonatos de ácido graso de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a, aquellos en los que la porción del ácido graso tiene de 12 a 20 átomos de carbono. Los agentes de formación de espuma de sulfatos de ácido graso de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a, aquellos en los que la porción del ácido graso tiene de 12 a 20 átomos de carbono. Los agentes de formación de espuma de ésteres de sulfato de alcohol graso de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a, aquellos en los que la porción del alcohol graso tiene de 12 a 20 átomos de carbono. Los agentes de formación de espuma de ésteres de sulfato de alcohol etoxilado de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a, aquellos en los que el número de grupos de etoxilato es 10 a 20 y la porción del alcohol graso tiene de 12 a 20 átomos de carbono. Los agentes de formación de espuma de alcohol graso de agentes tens ioact ivos que contienen f luorocarbono de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a, aquellos que tienen 12 a 20 átomos de carbono y uno o m s porciones de CH2 que se reemplazan con porciones CF2. Los agentes de formación de espuma de olef insulf onato de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a, aquellos que tienen 12 a 20 átomos de carbono. De preferencia, el olef insul fonato que se utiliza en la presente invención es alfaolef insulfonato . Los agentes de formación de espuma de olef insulfonato de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a, aquellos que tienen 12 a 20 átomos de carbono. Los agentes de formación de espuma de proteína hidrolizada de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a, los productos derivados de las proteínas hidrol i zadas . E ~peso molecuíaf reíatrivo de Ta: ^proZWíña püede ser " un peso molecular que se provee para la acción espumosa en una mezcla cementosa. De preferencia, el peso molecular relativo varía desde 10,000 a 50,000. Las proteínas hidrol i zadas preferidas son la gelatina hidrolizada, el colágeno hidrolizado, y las proteínas hidrolizadas derivadas de la sangre. Como un ejemplo pero no limitado a la gelatina hidrolizada TG222 de Milligan £¿ Higgins (Johnstown, Nueva York) . Otros materiales (incluyendo minerales) se pueden sustituir para la piedra caliza como el componente de polvo de la invención y, se pueden incluir rellenadores o sustitutos para la piedra caliza. Los ejemplos, pero no son limitaciones para los materiales que se pueden utilizar para el polvo incorporado en esta invención son dolomita, magnesita, mármol, polvillo de cenizas de la clase F, gas de sílice, yeso, anhidrita, arcillas no dilatadas, desechos finos de mina subterránea, y mezclas de los anteriores. Estos materiales o minerales son de preferencia insolubles en agua, no combustibles, y pueden incluir sales orgánicas o inorgánicas que son inertes. El polvo también puede estar compuesto de mezclas de los componentes listados. Estos polvos no afectan s^slanc i ármente" la estabilidad de la espuma que se agrega al polvo seco para producir el material de espuma final. Estos materiales de polvo se caracterizan porque se incorporan fácilmente dentro de la espuma para formar, la masa celular o esponjosa fluida. La masa fluida se puede aplicar con poco agua y sobre las reversiones secas para un secado, el polvo dispersable en el aire necesario para la eliminación de fuego y explosión. Además, se puede agregar cualquier otro aditivo que no interfiera con la prevención del fuego y las propiedades de eliminación de la presente invención. Estos pueden incluir dispersantes que faciliten la humectación y el humedecimiento del material de polvo seco. La densidad del material de polvo celular o esponjoso puede ser generalmente desde 192.2 Kg/m3 a 961.1 kg/m3 pero de preferencia es desde 400 kg/m3 a 560 Kg/m3. Una ventaja de aplicar el polvo utilizando un vehículo de espuma que está cuando el material de espuma se suministra por medio de un dispositivo de asperjado, este permite que la masa de espuma se adhiera a las superficies de la mina, lo que hace posible la aplicación de múltiples capas hasta "que" se logre el espesor deseado. Adicionalmente , el polvo no excesivo se produce durante la aplicación, de tal manera que se elimina potencialmente la necesidad de evacuar las minas durante el proceso. El material de espuma exhibe contenidos de agua de desde 8% a 40%, pero de preferencia son 10% a 15% de agua por el peso del material aplicado. El contenido de polvo real es una función de la velocidad de adición de la espuma previamente generada al polvo, la densidad de la espuma previamente generada, y la velocidad de dilución del agente formador de espuma antes de la generación de la espuma. Después de la aplicación, el contenido de agua más bajo del material permite la evaporación rápida del agua, que resulta en una masa seca de material vesicular en parte cohesivo y fino que se espolvorea rápidamente. Los polvos de piedra caliza, dolomita, magnesita, cenizas volante de la clase F, gas de sílice, yeso, anhidrita, arcilla no expansiva, o desechos finos de mina subterránea, y mezclas de los anteriores, se pueden mezclar con la espuma previamente generada en una estación subterránea en la mina. Para formar el material de espuma, la mezcla se combina en un tanque móvil. En la parte inferior del tanque puede incluirse una broca segmentada de canal helicoidal que provee la acción de mezclado necesaria para mezclar la espuma con el polvo seco. De preferencia, se puede utilizar una mezcladora con paleta para que doble la espuma previamente generada dentro del polvo seco hasta que el polvo se mezcle con la espuma como un material de espuma homogéneo. El tanque móvil se puede mover subterráneamente y colocarlo en cualquier área accesible en la mina donde se puede requerir la actividad de espolvoreo. Una vez en la posición de aplicación en la mina, se utiliza una bomba en o cerca del contenedor móvil para bombear la mezcla espumosa a través de una manguera o boquilla donde se aplica a las paredes y techos de la mina. Una parte de la estructura de la espuma se pierde con el impacto con la pared. Debido al bajo contenido de agua del material de espuma, la pérdida de la estructura espumosa fomenta la rigidez reológica, que hace a la masa pegajosa, y fomenta la adhesión a la superficie y permite el aumento del material de espuma a un espesor deseado. La velocidad del material de espuma que se rocía desde la boquilla no debe ser mayor como para destruir la estructura de espuma del material de espuma completamente aplicado, pero debe permitir la retención de una estructura esponjosa que retiene las propiedades necesarias para el desempeño del material de espuma en caso de una explosión y fuego en la mina. Además, si el material de espuma se aplica en más de un lugar, el material se puede fabricar en una primera localización y bombearlo a las estaciones dentro de la mina. Una vez ahí, el material se puede retener para utilizar como se necesite sin tener que transportar el material en tanques grandes por largas distancias a través de la mina. Como un ejemplo, pero no es una limitación, el material de espuma se puede aplicar por medio de una bomba de cavidad continua, para bombear el material de espuma a una boquilla de aplicación neumática (tal como una boquilla que se utiliza para concreto de alta resistencia (shotcrete) a baja velocidad y reparar) . La boquilla de aplicación neumática tiende a descomponer el flujo del material de espuma cuando entra en la boquilla. El uso de esta boquilla permite la aplicación adecuada del material de espuma sobre la superficie de! la mina . El mat e rial de espuma se puede api icar adicionalmente utilizando un "sistema sin ventilación" . La forma más simple de un sistema sin ventilación puede ser la eliminación de la boquilla y depender sólo de la presión producida por una bomba de cavidad continua para aplicar el material de espuma. En una modalidad, el material de espuma se adapta a partir de un procedimiento de chorro, para asperjar el material de espuma sobre una superficie de la mina. Aunque está especificación describe las aplicaciones de concreto de alta resistencia para propósitos de ilustración; la presente invención se aplica a cualquier aplicación en la que un material de espuma se transporta a un punto de aplicación y se rocía en una superficie de la mina. En otra modalidad de la presente invención, un método se provee por medio del cual la espuma previamente generada se agrega a la mezcladora y la mezcladora comienza a trabajar. Mientras la mezcladora está girando, el polvo se agrega a la espuma previamente generada y se mezcla. Además, la espuma previamente generada se agrega para producir un material de espuma cohesivo que comprende los polvos de piedra caliza, dolomita, magnesita, cerrirz-a-s voiraTrte l_a "C'l ase F, gas de ¡TÍT1 c?, yesoT anhidrita, arcilla no expansiva, o desechos finos de mina subterránea, y mezclas de los anteriores, que se pueden bombear. En otra modalidad, se utiliza una formulación de polvo seco la cual contiene el polvos de piedra caliza, dolomita, magnesita, cenizas volante de la clase F, gas de sílice, yeso, anhidrita, arcilla no expansiva, o desechos finos de mina subterránea, y mezclas de los anteriores, una cantidad de trazas de un agente formador de espuma de polvo seco (de preferencia desde 0.05% a 0.5% en peso seco de formulación de polvo) y una cantidad de trazas de un aditivo (de preferencia desde 0.25% a 1.0% en peso seco de formulación de polvo) que reacciona con el polvo para producir un gas cuando entra en contacto con agua. La formulación de polvo seco se puede asperjar en una superficie húmeda (tal como una superficie de la mina cubierta con agua) o asperjar junto con el agua la superficie de una mina. Cuando el polvo seco se mezcla con el agua, la formulación de polvo seco entra en efervescencia para producir un material de espuma. Como un ejemplo, pero no una limitación, cualquier aditivo soluble en agua que produce una solución ácida ligera cuando se agrega al agua y reacciona con los carbonatos en la piedra caliza u otro material de polvo para producir el gas para la espuma se puede agregar a la formulación de polvo seco como un polvo o polvo seco. El ácido resultante reacciona, por ejemplo, con el carbonato de calcio y carbonato de magnesio de polvos de piedra caliza para producir un gas que hace que la mezcla quede espumosa. El gas que produce aditivos que pueden utilizarse con la presente invención incluye pero no se limita al sulfato de aluminio y fosfato de mono-amonio. En una modalidad adicional, se utiliza una formulación de polvo seco, la cual contiene el polvos de piedra caliza, dolomita, magnesita, cenizas volante de la clase F, gas de sílice, yeso, anhidrita arcilla no expansiva, o desechos finos de mina subterránea, y mezclas de los anteriores, una cantidad de trazas de un agente formador de espuma de polvo seco; y, una cantidad de trazas de un aditivo que reacciona con el polvo para producir una pequeña cantidad de gas. En una modalidad, el material de espuma que contiene el polvo generado en una mezcla antes de la aplicación. En otra modalidad, una boquilla especial permite que se transmita neumáticamente e~I raaterfal formulado de" polvo seco a la boquilla, donde una mezcladora en línea mezcla el agua con el polvo seco, de modo que se inicia la efervescencia, y asperjando el material de espuma resultante sobre la superficie. Como un ejemplo, más no limitado a una boquilla especializada, se puede utilizar una boquilla de concreto de alta resistencia, disponible en el mercado de Pump Haus, Dallas, Texas, la cual puede proveer una mezcla adecuada del material con agua y permite que la formulación de polvo seco en la boquilla quede espumosa. La invención se puede entender por los siguientes ejemplos que describen ciertas modalidades de la invención, pero no tienen la intención de limitar la invención: EJEMPLO 1 El material que consiste de: piedra caliza de terreno seco (materia prima estándar) sin agregar agua. La espuma previamente generada se produjo a partir de un 4% de solución de Rheocell® 30 agente formador de espuma sintético ( aster Builders, Inc., Cleveland, Ohio) en agua, en un generador de banco y se agrega Ta p iedra cali za en una mezcladora Hobart® por 15 segundos mientras la mezcladora estaba girando. La espuma se envuelve dentro de la piedra caliza de terreno seco para formar una masa celular o esponjosa cohesiva del material que se puede extender con una paleta. El material de espuma se asperjó utilizando una pistola de aire, sobre una superficie de roca. Como el material de espuma secado, se vuelve pulverulento, menos cohesivo, polvoso, pero se adhiere a una superficie vertical o invertida. Cuando el material se seca, se confirma que el material fue similar a lo que se esperaba en el material colocado como un polvo de roca seco aplicado. El agua en la espuma (17%-18% en masa) evaporada que forma una capa relativamente espesa y cohesiva de piedra caliza terreno se adhiere a la superficie de roca y puede espolvorear totalmente.

EJEMPLO 2 La piedra caliza de terreno seco (una materia prima estándar) sin agregar agua, se coloca en una mezcladora con paleta. La espuma previamente generada se forma a partir de un 5% de solución de Rheocell® 30 agente formador de espuma s intét ico" (Master Builders, Inc., Cleaveland, Ohio) en agua, se agrega al material en una mezcladora con paleta por treinta segundos en varios pasos mientras la mezcladora estaba girando. La espuma se envuelve dentro de la piedra caliza de terreno seco para formar una masa celular o esponjosa cohesiva de material (material de espuma) . El material de espuma se bombeó utilizando una bomba de cavidad continua con una boquilla de aplicación neumática y se asperjó a velocidad de baja presión. Se determinó que el material de polvo tiene una densidad de 474 Kg/m3 y se podía expandir con una paleta. Adicionalmente , el material de espuma se puede asperjar a baja presión para producir 2.54 cm de capa de espesor del material de espuma que retiene una estructura porosa "como si fuera espuma" cuando se seca o se adhiere a la superficie de la tabla o concreto de alta resistencia al que se aplica. Como el material de espuma seco, se vuelve pulverulento, menos cohesivo y polvoso, pero se adhiere a una superficie vertical o invertida de una placa. Esta prueba demuestra que la espuma previamente generada es un vehículo para la aplicación de polvos de piedra caliza a las supeYr ic~i es de" Ta recT^ "de 1 t e~eh~ü~de~l~ar~ ttrrnar.

EJEMPLO 3 La espuma previamente generada que se forma con el 5% de solución Rheocell® 30 agente formador de espuma sintético (Master Builders, Inc., Cleaveland, Ohio) en agua, se agrega a la mezcladora y se inicia la mezcladora. Mientras la mezcladora está girando, se agregaron los polvos de piedra caliza a la espuma y se mezclaron. La espuma previamente generada adicional que se forma a partir de un 5% de solución Rheocell® 30 agente formador de espuma sintético (Master Builders, Inc. , Cleaveland, Ohio) en agua, se agrega para producir una masa cohesiva de piedra caliza de tierra que se podía bombear en una bomba de cavidad continua o en una bomba de desplazamiento positivo. El material de espuma tenía una densidad de 453 kg/m3 y se podía asperjar a baja presión para producir una 2.54 cm de capa de espesor de material de espuma que retiene una estructura porosa "como en forma de espuma" cuando se seca y se adhiere a la superficie de la tabla o concreto de alta resistencia al que se aplica. Conforme se secó el material de espuma, se formó una capa polvosa en la superficie en aproximadamente una hora de aplicación. El material de espuma muestra el mismo resultado como el del ejemplo 2, concretamente excelente adherencia a las superficies vertical, horizontal y por encima y la habilidad para empolvar mientras se mantiene parcialmente cohesiva. Adic ionalmente , se observó que cuando se asperjó el material de espuma, el material era menos polvoso que los polvos de piedra caliza que se aplicaron manualmente.

EJEMPLO 4 Se colocó en una mezcladora con paleta 22.6 kg de polvos de piedra caliza seco. La espuma previamente generada que se forma a partir de un 2.5% de solución de Rheocell® 30 agente formador de espuma sintético (Master Builders, Inc., Cleaveland, Ohio) en agua, se agregó al material en la mezcladora con paleta durante treinta segundos en varios pasos mientras la mezcladora estaba girando. La espuma se envuelve dentro de la piedra caliza para formar una masa celular o esponjosa de material (material de espuma) con una consistencia como- pasta y cohesiva. El material de espuma se bombeó y se colocó como en los ejemplos previos utilizando una bomba de cavidad continua con una boquilla de aplicación neumática para asperjar el material de espuma. El material de espuma tenía una densidad que era más alta que en los ejemplos 1,2 y 3 (4% -5% de agente formador de espuma) a 832 kg/m3 y tardó más tiempo en secarse. Sin embargo, el material de espuma todavía se podía vaciar y bombear. Se pudo asperjar a baja presión para producir 2.54 era de capa de material de espuma que mantiene una estructura porosa cuando se seca y se adhiere a la superficie de la tabla o concreto de alta resistencia al que se aplica. Durante la aplicación del material de espuma, la bomba estaba trabajando más rápidamente que lo que se observó en los ejemplos previos (1,2 y 3) y había una acumulación de calor en la boquilla. Esto se atribuye a la dilución aumentada del agente formador de espuma (2.5%) que resulta en un material de espuma con más alta densidad. El material de espuma se siguió aplicando con éxito y formó una estructura porosa cohesiva que se podía adherir a las superficies vertical, horizontal y encima del techo, pero un material que al secarse, se espolvorea fácilmente"! EJEMPLO 5 La espuma previamente generada que se forma a partir de un 2.5% de solución de Rheocell® 30 agente formador de espuma sintético (Master Builders, Inc., Cleaveland, Ohio) en agua, se agrega a la mezcladora antes de la adición de 22.6 kg de polvos de piedra caliza seco. Adicionalmente, la espuma previamente generada se adhirió a la mezcladora cuando se envolvió en los polvos de piedra caliza para producir un material de espuma cohesivo. Esto produjo una consistencia fluida cohesiva en el material de espuma. El material de espuma se bombeó y se colocó como en las aplicaciones previas utilizando una bomba de cavidad continua con una boquilla de aplicación neumática para asperjar el material de espuma. El material de espuma es menos denso que lo que se observa en el ejemplo 4. La densidad del material de espuma es 717.63 KG/m3 comparada con 832 kg/m3 del ejemplo 4. Sin embargo, el material de espuma aún requiere más tiempo para secar que lo que se observa en los ejemplos menos densos de 1,2 y 3. El mate r~i~a1 de" és uma se roc~ía ¾ barj~a producir 2.54 cm de espesor de capa del material de espuma que retiene una estructura porosa cuando se seca y se adhiere a la superficie de la tabla o concreto de alta resistencia a la que se aplica. Como en el ejemplo 4, la bomba está trabajando más que lo que se observa en los ejemplos previos 1,2 y 3 con el resultado que hay una acumulación de calor en la boquilla. El material de espuma se siguió aplicando con éxito y formó una estructura porosa cohesiva que se podía adherir a las superficies vertical, horizontal y encima del techo, pero un material que al secarse, se espolvorea fácilmente.

EJEMPLO 6 Se coloca en una mezcladora con paleta 22.6 kg de polvos de piedra caliza seco. La espuma a una densidad de 44.8 kg/m3 se genera utilizando un 3.3% de solución de Rheocell® 30 agente formador de espuma sintético (Master Builders, Inc., Cleaveland, Ohio) en agua, se agregan los polvos de piedra caliza en la mezcladora. La espuma previamente generada se agrega al polvo en varios pasos para formar un material de espuma cohesivo. El material de espuma se transfirió desde la tolva por el flujo de gravedad para la bomba donde se aplicó a una superficie (paredes verticales) utilizando una boquilla de aplicación neumática. El material de espuma tiene una densidad de 560.6 kg/m3 con un contenido de agua de 20.84% por peso del material de espuma. Esto produce un material de espuma que bombea con éxito, pero el contenido de agua es mayor que lo que se considera óptimo. Esto se atribuye a la elevada densidad de la espuma antes de que se agregue al polvo. El material de espuma se siguió aplicando exitosamente y se adhiere a una superficie (paredes verticales) . El alto contenido de agua no afectó la habilidad del material de espuma para secar y formar una estructura porosa cohesiva.

EJEMPLO 7 Para formar un material de espuma, la espuma genera una densidad 44.8 kg/m3 utilizando un 3.3% de solución de Rheocell® 30 agente formador de espuma sintético (Master Builders, Inc., Cleaveland, Ohio) en agua y se agrega a 22.6 kg de polvos de piedra caliza en una mezcladora con paTetfa El materia1 de espuma ^pr¾vramenre—genet???"— se alimenta de la tolva a la bomba por medio del flujo de gravedad y se aplica a una boquilla de aplicación neumática, tanto con soporte de aire como sin él . El material de espuma producido tenía una densidad que era más baja que en los ejemplos (1-6) a 221 kg/m3 con un contenido de agua de 22.1% en peso del material de espuma. El material de espuma no fluyó tan bien como a altas densidades pero fluyó lo suficientemente adecuado para bombearlo a través de la bomba. Con la boquilla de aplicación neumática con soporte de aire, el material de espuma se adhirió bien a la superficie vertical, seca. Sin el soporte de aire, en la boquilla, el material estaba menos disperso y con una corriente más que bien definida pero se seguía adhiriendo a la superficie vertical seca. La baja densidad del material no causa que el material se escurra de la superficie vertical cuando se aplica. Esto permite que el material de espuma se coloque en capas a una densidad profunda y seca para formar una superficie crujiente en aproximadamente una hora. La baja densidad que se observa en este ejemplo se atribuye a la cantidad de espuma que se agrega a los polvos de piedra caliza durante la formación del material de espuma. Este ejemplo demuestra que incluso a bajas densidades el material de espuma aún tiene la capacidad de aplicarse apropiadamente y forma un material que se espolvorea fácilmente.

EJEMPLO 8 La espuma previamente generada con una densidad de 44.8 kg/m3 se genera utilizando un 3.3% de solución de Rheocell® 30 agente formador de espuma sintético (Master Builders, Inc., Cleaveland, Ohio) en agua, se agrega a la mezcladora que contiene 22.6 kg/m3 de polvos de piedra caliza. La espuma se envuelve en los polvos de piedra caliza para formar una masa celular o esponjosa del material. El material de espuma se bombea y se aplica utilizando una boquilla de aplicación neumática. La superficie vertical a la que se aplica se humedece con agua para simular la condensación de agua que se puede presentar en una mina durante condiciones húmedas. El material de espuma que se produce tiene una densidad de 272.3 kg/m3 con un contenido de agua de 24% en peso del material de espuma. La densidad es más baja que lo que se ve en los ejemplos previos (1-6) y se atribuye a una superficie vertical húmeda, el material de espuma se adhiere bien, ambos con la boquilla de aplicación neumática con soporte de aire, que produce un asperjado más amplio del material, y sin la asistencia de aire lo que produce es un flujo mejor definido del material. Este proceso produce un nivel aceptable de polvo que no requeriría el derrumbe de la mina cuando el material se está aplicando. El tiempo requerido para secar el material de espuma aumenta ligeramente debido a la humedad de la superficie durante la aplicación. Sin embargo, el desarrollo de una corteza polvosa ocurre en aproximadamente en dos horas de colocación. Esto permite el potencial anticipado de eliminación del fuego debido a la habilidad del material de espuma para producir polvo fácilmente. La densidad relativamente baja del material causa que las propiedades de flujo del polvo celular o esponjoso se bombeen menos fácilmente pero no afecta negativamente el asperjado o adhesión del material a la superficie. Como se indicó en el ejemplo 7, el ejemplo demuestra que incluso a bajas densidades del material de espuma tiene aún la capacidad de a i icarse correctamente y espdlvorearse Fa¿Tímente .

EJEMPLO 9 Una formulación de polvo seco se prepara y contiene piedra caliza, una cantidad de trazas de un agente formador de espuma de polvo seco (sulfonato de alfa olefina 0.1% en peso seco de la formulación de polvo) y una cantidad de rastros de un aditivo (0.5% de sulfato de aluminio en peso de la formulación de polvo) que reacciona con la piedra caliza para producir una pequeña cantidad de gas de dióxido de carbono. Cuando la formulación de polvo seco se agrega al agua, ésta hace efervescencia produciendo un material de espuma que se puede adherir a las superficies de roca y se puede aplicar con una paleta. En esta prueba, la formulación de polvo seco se rocía sobre una tabla moj ada . La formulación de polvo seco se adhiere a la tabla y empieza a hacer efervescencia para producir espuma, la capa porosa del material de espuma. Una vez que se secó el material, el material está suave, polvoso y se remueve por medio de flujo de aire o sacudiendo. Por lo tanto, se demuestra que el material de espuma" se puede adherir a las superficies de la mina como un revestimiento cohesivo que puede espolvorearse f cilmente . Se debe apreciar que la presente invención no se limita a las modalidades específicas que se describieron anteriormente, pero incluye variaciones, modificaciones y modalidades equivalentes que se definirán a continuación.

Claims (10)

NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como prioridad lo contenido en las s iguientes : REIVINDICACIONES

1.- Un material de espuma caracterizado porque comprende: a)polvos de piedra caliza; b) agente formador de espuma; y c) agua.

2. - La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el agente formador de espuma es por lo menos seleccionado del grupo que consiste de agente formador de espuma de polvo seco y agente formador de espuma líquido.

3. - La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el contenido de agua es desde 8% a 40% del material de espuma.

4. - La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el material de espuma tiene una densidad de desde 192.2-961.1 kg/m3.

5. - La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el agente formador de espuma está seleccionado del grupo que consiste de: al canolamidas , alcanolaminas , alquilarilsulfonatos , copolímeros de bloque de óxido de pol ipropi le o- óxido polietileno, alquilfenol etoxilatos, carboxilatos de ácidos grasos, etoxilatos de ácidos grasos, sulfonatos de ácidos grasos, sulfatos de ácidos grasos, agentes tensioactivos que contienen f luorocarbono , olef insul fonatos , sulfatos de olefina, proteínas hidrol i zadas , y mezclas de los anteriores.

6. - Una formulación de polvo seco caracterizada porque comprende: a) polvos de piedra caliza; b) agente formador de espuma de polvo seco,-y c) un aditivo que fomenta la producción de gas en contacto con agua.

7. - La composición de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el gas que produce aditivo se selecciona del grupo que consiste de: sulfato de aluminio y fosfato mono-amonio .

8. - Un método de espolvoreo de una superficie de mina de carbón, caracterizado porque comprende! a) proveer una mezcla de espuma que comprende un agente formador de espuma y agua; b) incorporar aire dentro de la mezcla de espuma para producir una espuma; c) combinar la espuma y polvos de piedra caliza para formar un material de espuma; d) aplicar el material de espuma a la superficie.

9.- Un método de espolvoreo de superficies de mina de carbón caracterizado porque comprende: a) proveer una formulación de polvo seco que comprende polvos de piedra caliza, agente formador de espuma de polvo seco, y un aditivo que fomenta la producción de gas en contacto con agua; b) mezclar la formulación de polvo seco con agua para generar un material de espuma; y c) aplicar el material de espuma a la superficie de una mina.

10.- Un método de espolvoreo de superficies de mina de carbón caracterizado porque comprende: a) proveer una formulación de polvo seco que comprende polvos de piedra caliza, agente formador de espuma de polvo seco y un aditivo que fomenta la producción de gas con el contacto con agua y b) aplicar la formulación de polvo seco sobre una superficie húmeda.