RU2588588C2 - Затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля и способ его получения - Google Patents

Затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля и способ его получения Download PDF

Info

Publication number
RU2588588C2
RU2588588C2 RU2014143658/03A RU2014143658A RU2588588C2 RU 2588588 C2 RU2588588 C2 RU 2588588C2 RU 2014143658/03 A RU2014143658/03 A RU 2014143658/03A RU 2014143658 A RU2014143658 A RU 2014143658A RU 2588588 C2 RU2588588 C2 RU 2588588C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
foam
parts
coal
weight
mixing
Prior art date
Application number
RU2014143658/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014143658A (ru
Inventor
Ботао ЦИНЬ
И Лу
Лэйлинь ЧЖАН
Юйвэй ЦЗЯ
Лэй ЛИ
Original Assignee
Чайна Юниверсити Оф Майнинг Энд Текнолоджи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Чайна Юниверсити Оф Майнинг Энд Текнолоджи filed Critical Чайна Юниверсити Оф Майнинг Энд Текнолоджи
Publication of RU2014143658A publication Critical patent/RU2014143658A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2588588C2 publication Critical patent/RU2588588C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/02—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Fireproofing Substances (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к затвердевающему пеноматериалу, содержащему угольную золу, для предотвращений самовозгорания угля и способу его получения. Затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля содержит, мас.ч.: воду 40-60, угольную золу 100, порошкообразный состав, выделяющий газ в ходе химической реакции, 25-40, ускоритель 3-5, активатор 2-4, пластификатор 1-2, стабилизирующий пену состав 1, причем порошкообразный состав, выделяющий газ в ходе химической реакции, получен при следующем соотношении, мас.ч.: полугидрат сульфата кальция 24-35 и бикарбонат натрия 1-5, которые вступают в химическую реакцию с образованием инертного газа, т.е. газообразного диоксида углерода, с формированием таким образом вспененного известкового раствора; ускоритель получен при следующем соотношении, мас.ч.: глиноземистый клинкер 1-2, карбонат натрия 1 и обожженная известь 1-2, при этом глиноземистый клинкер состоит из следующих ингредиентов, мас.%: алюминат натрия 94, оксид алюминия 4, алюмосиликат кальция 2; активатор получен при следующем соотношении, мас.ч.: оксид магния 0,8-1,6 и хлорид магния 1,2-2,4; пластификатор получен при следующем соотношении, мас.ч.: лигносульфонат кальция 0,5-1 и продукт конденсации нафталинсульфоната и формальдегида 0,5-1, причем в продукте конденсации нафталинсульфоната и формальдегида содержание Na2SO4 составляет <3%; стабилизирующий пену состав получен при следующем соотношении, мас.ч.: бутиловый эфир этиленгликоля 0,2, нанокремний 0,3 и гидроксиэтилцеллюлоза 0,5; при этом время затвердевания указанного пеноматериала можно регулировать путем подбора массовых соотношений между ускорителем, активатором и пластификатором. Способ получения затвердевающего пеноматериала по п. 1 включает: этап 1: добавление 40-60 мас.ч. воды, 0,2 мас.ч. бутилового эфира этиленгликоля, 0,3 мас.ч. нанокремния и 0,5 мас.ч. гидроксиэтилцеллюлозы в специальную емкость для перемешивания А, перемешивание полученного раствора со скоростью 3000±100 оборотов в минуту при помощи мешалки в течение 2 мин с образованием однородного вспененного раствора; этап 2: добавление 100 мас.ч. угольной золы, 1-2 мас.ч. глиноземистого клинкера, 1 мас.ч. карбоната натрия, 1-2 мас.ч. обожженной извести, 0,8-1,6 мас.ч. оксида магния, 1,2-2,4 мас.ч. хлорида магния, 0,5-1 мас.ч. лигносульфоната кальция и 0,5-1 мас.ч. продукта конденсации нафталинсульфоната и формальдегида в смеситель для сухого перемешивания В, и перемешивание полученного порошка со скоростью 3000±100 оборотов в минуту в течение 3 мин при помощи мешалки с образованием перемешанного порошка; этап 3: добавление перемешанного порошка, полученного в смесителе для сухого перемешивания В, в однородный вспененный раствор в специальной емкости для перемешивания А, и перемешивание смеси со скоростью 12000±500 оборотов в минуту в течение 2 мин с помощью мешалки в специальной емкости для перемешивания А с образованием перемешанного жидкого известкового раствора, выдерживание перемешанного жидкого известкового раствора с образованием пены, с получением затвердевающего пеноматериала, содержащего угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля. Технический результат - создание затвердевающего материала с низким коэффициентом теплопроводности, высокой прочностью на сжатие, хорошим теплоизолирующим эффектом, а также способного понижать концентрацию кислорода в остаточном пространстве угля. 2 н.п. ф-лы, 3 пр.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к затвердевающему пеноматериалу и способу его получения, в частности, к затвердевающему пеноматериалу, содержащему угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля, и к способу его получения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Самовозгорание угля представляет собой одно из основных природных бедствий в угольных шахтах и серьезно угрожает безопасности производства и сохранности жизни в угольных шахтах. В основном причиной катастрофических пожаров в угольных месторождениях становится самовозгорание угля из-за воздушных течей и поступления кислорода через трещины поверхности. Самовозгорание угля в подземной шахте в основном наблюдается на выработанных участках, заброшенных карьерах, линиях остановки добычи, зонах геологических структур и областях частого обрушения угольных тоннелей, где существуют каналы воздушных течей. Для предотвращения самовозгорания угля в Китае и других странах применяют такие способы, как кольматаж, инертный газ, ингибитор, гель и полиуретановая пена и тому подобные. Однако все эти способы имеют некоторые недостатки: способ кольматажа активно расходует грунт и не подходит для областей с нехваткой грунта, а жидкий раствор, как правило, просачивается вниз и не может герметизировать маленькие трещины; инертные газы, как правило, смешиваются с протекающим воздухом, а также их сложно удерживать в области закачки; гели солей аммония выделяют токсичные и вредные газы, а коллоидный раствор может легко покрыться трещинами; ингибиторы могут разъедать подземное оборудование и подвергают опасности физическое и психологическое здоровье работников, а предотвращение и тушение огня при этом не идеально; органические затвердевающие пеноматериалы могут достигать удовлетворительных результатов, но они дорого стоят и имеют высокие требования к окружающей температуре. В последние годы был освоен новый способ с применением трехфазной пены для предотвращения и тушения самовозгорания угля в угольных шахтах. Этот способ значительно превосходит общепринятые способы и материалы для предотвращения и тушения пожаров и может отвечать требованиям для предотвращения и тушения пожаров на больших площадях. Трехфазные пеноматериалы недостаточно прочные и не затвердевают; в то время как в некоторых случаях требуются застывающие пеноматериалы, обладающие высоким расширением пены, которые могут затвердевать и обладают подходящей прочностью, чтобы заполнять, герметизировать и предотвращать самовозгорание угля.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для решения проблем из предшествующего уровня техники, связанных с предотвращением самовозгорания угля, в настоящем изобретении предложен застывающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля, который может понижать концентрацию кислорода в остаточном пространстве угля, имеет низкий коэффициент теплопроводности, значительный теплоизолирующий эффект, удобен в обращении, безопасен и дешево стоит.
Затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, согласно настоящему изобретению содержит следующие ингредиенты в массовых частях (мас.ч.): 40-60 мас.ч. воды, 100 мас.ч. угольной золы, 25-40 мас.ч. порошкообразный состав, выделяющий газ в ходе химической реакции, 3-5 мас.ч. ускорителя, 2-4 мас.ч. активатора, 1-2 мас.ч. пластификатора и 1 мас.ч. стабилизирующего пену состава.
Порошкообразный состав, выделяющий газ химическим путем, получают, соблюдая следующие пропорции в массовых частях (мас.ч.): 24-35 мас.ч. полугидрат сульфата кальция и 1-5 мас.ч. бикарбоната натрия, которые вступают в химическую реакцию друг с другом, с образованием инертного газа (т.е. газообразногоый диоксида углерода) и, таким образом, с формированием пены в жидком известковом растворе; ускоритель получают, соблюдая следующие пропорции, в мас.ч.: 1-2 мас.ч. глиноземистого клинкера, 1 мас.ч. карбоната натрия и 1-2 мас.ч. обожженной извести, где глиноземистый клинкер состоит из следующих ингредиентов в массовых процентах: 94 мас.% алюмината натрия, 4 мас.% оксида алюминия и 2 мас.% алюмосиликата кальция; активатор получают, соблюдая соотношения для смешивания в мас.ч.: 0,8-1,6 мас.ч. оксида магния и 1,2-2,4 мас.ч. хлорида магния; пластификатор получают, соблюдая соотношения для смешивания, в мас.ч.: 0,5-1 мас.ч. лигносульфоната кальция и 0,5-1 мас.ч. продукта конденсации нафталинсульфоната и формальдегида, причем содержание Na2SO4 в продукте конденсации нафталинсульфоната и формальдегида <3%; стабилизирующий пену состав получают, соблюдая соотношения для смешивания в мас.ч.: 0,2 мас.ч. бутилового эфира этиленгликоля, 0,3 мас.ч. нанокремния и 0,5 мас.ч. гидроксиэтилцеллюлозы; время застывания может быть отрегулировано путем подбора массовых долей между ускорителем, активатором и пластификатором.
Способ получения затвердевающего материала, содержащего угольную золу, согласно настоящему изобретению включает следующие этапы:
этап 1: добавление 40-60 мас.ч. воды, 0,2 мас.ч. бутилового эфира этиленгликоля, 0,3 мас.ч. нанокремния и 0,5 мас.ч. гидроксиэтилцеллюлозы в специальную емкость с перемешиванием А, а затем перемешивание полученного раствора со скоростью 3000±100 оборотов в минуту при помощи мешалки в течение 2 мин. с образованием однородного вспененного раствора;
этап 2: добавление 100 мас.ч. угольной золы, 1-2 мас.ч. глиноземистого клинкера, 1 мас.ч. карбоната натрия, 1-2 мас.ч. обожженной извести, 0.8-1.6 мас.ч. оксида магния, 1,2-2,4 мас.ч. хлорида магния, 0,5-1 мас.ч. лигносульфоната кальция и 0,5-1 мас.ч. продукта конденсации нафталинсульфоната и формальдегида в аппарат для сухого перемешивания В и перемешивание полученного порошка со скоростью 3000±100 оборотов в минуту при помощи мешалки в течение 3 мин. с образованием перемешанного порошка; этап 3: добавление перемешанного порошка, полученного в аппарате для перемешивания В, в однородный вспененный раствор, в специальной емкости для перемешивания А, и перемешивание смеси со скоростью 12000±500 оборотов в минуту с помощью мешалки в специальной емкости для перемешивания А в течение 2 мин. с образованием перемешанного жидкого известкового раствора, выдерживание перемешанного жидкого известкового раствора с образованием пены, с формированием затвердевающего пеноматериала, содержащего угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля. Полезные эффекты: в соответствии с описанной выше технической схемой в настоящем изобретении в воде полугидрат сульфата кальция и бикарбонат натрия вступают в химическую реакцию с образованием инертного газа (т.е. газообразного диоксида углерода), и формированием таким образом пены в жидком известковом растворе; благодаря стабилизующему пену составу (т.е. состоящему из бутилового эфира этиленгликоля, нанокремния и гидроксиэтилцеллюлозы), твердые частицы равномерно распределены и суспендированы в жидком известковом растворе; время затвердевания можно регулировать путем подбора массовых соотношений между ускорителем, активатором и пластификатором; таким образом, в конечном счете получается жидкий пеноматериал, содержащий угольную золу, который имеет низкую массу, обладает фактором расширения пены 8~15, а вспененная жидкость может равномерно покрывать рыхлую угольную породу и обладает высокой способностью проникать в трещины, настраиваемым временем затвердевания, высокой прочностью на сжатие (>1,5 МПа); в ходе процесса вспенивания высвобождается некоторое количество инертного газа (т.е. газообразного диоксида углерода), который может значительно понижать концентрацию кислорода в остаточном пространстве угля; кроме того, затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, обладает низким коэффициентом теплопроводности, который может приводить к хорошему эффекту теплоизоляции, а затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, удобен в обращении, безопасен и дешево стоит. Он может покрывать угольную породу и быстро изолировать ее от кислорода, эффективно герметизировать каналы воздушных течей и трещины в угольной породе и предотвращать окисление угля. Этот материал имеет большое значение для предотвращения и тушения самовозгорания угля.
В сравнении с предшествующим уровнем техники настоящее изобретение обладает следующими преимуществами:
(1) Затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля, предложенный в настоящем изобретении, использует самостоятельно вспенивающуюся систему, в которой происходит реакция между полугидратом сульфата кальция, бикарбонатом натрия и водой с образованием инертного газа. Все три ингредиента представляют собой безопасные для окружающей среды материалы, а выделяющийся в ходе химической реакции инертный газ (диоксид углерода) может понижать концентрацию кислорода в остаточном пространстве угля.
(2) Затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля, предложенный в настоящем изобретении, получен в основном из широкодоступного сырья, включая угольную золу, полугидрат сульфата кальция и бикарбонат натрия, а способ его получения прост.
(3) В затвердевающем пеноматериале, содержащем угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля, предложенном в настоящем изобретении, вспененная жидкость может очень хорошо покрывать угольную породу, обладает высокой способностью проникать в трещины и имеет регулируемое время затвердевания.
(4) Затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля, предложенный в настоящем изобретении, имеет низкую массу (фактор расширения пены составляет 8~15), обладает высокой прочностью на сжатие (>1,5 МПа) и низким коэффициентом теплопроводности, может достигать хорошего эффекта теплоизоляции и отлично подходит для применения в области предотвращения самовозгорания угля.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вариант реализации 1: затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, содержит следующие ингредиенты в массовых частях (мас.ч.): 40-60 мас.ч. воды, 100 мас.ч. угольной золы, 25-40 мас.ч. порошкобразного состава, выделяющего газ в ходе химической реакции, 3-5 мас.ч. ускорителя, 2-4 мас.ч. активатора, 1-2 мас.ч. пластификатора и 1 мас.ч. стабилизирующего пену состава.
Порошкообразный состав, выделяющий газ в ходе химической реакции, состоит из полугидрата сульфата кальция и бикарбоната натрия, которые вступают в химическую реакцию с образованием диоксида углерода, с образованием таким образом пены в жидком известковом растворе. Два этих ингредиента смешаны в следующих пропорциях в массовых частях (мас.ч.): 24-35 мас.ч. полугидрата сульфата кальция и 1-5 мас.ч. бикарбоната натрия; ускоритель состоит из глиноземистого клинкера, карбоната натрия и обожженной извести и приготовлен с соблюдением следующих пропорций в мас.ч.: 1-2 мас.ч. глиноземистого клинкера, 1 мас.ч. карбоната натрия и 1-2 мас.ч. обожженной извести, где глиноземистый клинкер состоит из следующих ингредиентов, в массовых процентах: 94 мас.% алюмината натрия, 4 мас.% оксида алюминия и 2 мас.% алюмосиликата кальция; активатор представляет собой отвердитель на основе магния, состоящий из оксида магния и хлорида магния в мас.ч.: 0,8-1,6 мас.ч. оксида магния и 1,2-2,4 мас.ч. хлорида магния; пластификатор состоит из лигносульфоната кальция и продукта конденсации нафталинсульфоната и формальдегида и приготовлен с соблюдением следующих пропорций в мас.ч.: 0,5-1 мас.ч. лигносульфоната кальция и 0,5-1 мас.ч. продукта конденсации нафталинсульфоната и формальдегида, причем в продукте конденсации нафталинсульфоната и формальдегида содержание Na2SO4 <3%; стабилизирующий пену состав состоит из бутилового эфира этиленгликоля, нанокремния и гидроксиэтилцеллюлозы и приготовлен с соблюдением следующих пропорций в мас.ч.: 0,2 мас.ч. бутилового эфира этиленгликоля, 0,3 мас.ч. нанокремния и 0,5 мас.ч. гидроксиэтилцеллюлозы; стабилизирующий пену состав способствует равномерному распределению и суспендированию твердых частиц в жидком известковом растворе и может понизить разницу между объемными плотностями верхней, средней и нижней частей затвердевающего пеноматериала, содержащего угольную золу, так что распределение размеров пор окажется равномерным, структура пор может быть значительно улучшена, а нитевидные поры могут быть уменьшены.
Вариант реализации 2: сначала добавляли 50 мас.ч. воды, 0,2 мас.ч. бутилового эфира этиленгликоля, 0,3 мас.ч. нанокремния и 0.5 мас.ч. гидроксиэтилцеллюлозы в специальную емкость для перемешивания А, перемешивали смешанный раствор со скоростью 3000±100 оборотов в минуту в течение 2 мин при помощи мешалки с образованием равномерно вспененного раствора; далее в аппарат для сухого перемешивания В добавляли 100 мас.ч. угольной золы, 1 мас.ч. глиноземистого клинкера, 1 мас.ч. карбоната натрия, 1 мас.ч. обожженной извести, 1,2 мас.ч. оксида магния, 1,8 мас.ч. хлорида магния, 0,5 мас.ч. лигносульфоната кальция и 0,5 мас.ч. продукта конденсации нафталинсульфоната и формальдегида, где содержание Na2SO4 в продукте конденсации нафталинсульфоната и формальдегида составляет <3%, а глиноземистый клинкер состоит из следующих ингредиентов в массовых процентах: 94 мас.% алюмината натрия, 4 мас.% оксида алюминия и 2 мас.% алюмосиликата кальция, перемешивали смешанный порошок со скоростью 3000±100 оборотов в минуту в течение 3 мин при помощи мешалки с образованием перемешанного порошка; в конце добавили перемешанный в аппарате для сухого перемешивания В порошок в равномерно вспененный раствор, в специальной емкости для перемешивания А, и перемешивали смесь со скоростью 12000±500 оборотов в минуту в течение 2 мин при помощи мешалки с образованием перемешанного жидкого раствора; затем оставляли, пока жидкий раствор не даст пену, с получением затвердевающего пеноматериала, содержащего угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля. Закачивали полученный затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля при давлении 3 МПа с помощью наземного переносного впрыскивающего насоса через транспортирующий раствор трубопровод в поверхностные трещины в угольном месторождении, нуждающемся в герметизации, для защиты угольной породы, снижения и контроля воздушных течей, с целью предотвращения самовозгорание угля.
Вариант реализации 3: сначала добавляли 60 мас.ч. воды, 0,2 мас.ч. бутилового эфира этиленгликоля, 0,3 мас.ч. нанокремния и 0,5 мас.ч. гидроксиэтилцеллюлозы в специальную емкость для перемешивания А, перемешивали смешанный раствор со скоростью 3000±100 оборотов в минуту в течение 2 мин при помощи мешалки с образованием равномерно вспененного раствора; далее в аппарат для сухого перемешивания В добавляли 100 мас.ч. угольной золы, 2 мас.ч. глиноземистого клинкера, 1 мас.ч. карбоната натрия, 2 мас.ч. обожженной извести, 1,6 мас.ч. оксида магния, 2,4 мас.ч. хлорида магния, 1 мас.ч. лигносульфоната кальция и 1 мас.ч. продукта конденсации нафталинсульфоната и формальдегида, причем содержание Na2SO4 в продукте конденсации нафталинсульфоната и формальдегида составляет <3%, а глиноземистый клинкер состоит из следующих ингредиентов в массовых процентах: 94 мас.% алюмината натрия, 4 мас.% оксида алюминия и 2 мас.% алюмосиликата кальция, перемешивали со скоростью 3000±100 оборотов в минуту в течение 3 мин при помощи мешалки с образованием перемешанного порошка; в конце добавляли порошок, перемешанный в аппарате для сухого перемешивания В, в равномерно вспененный раствор в специальной емкости для перемешивания А, и перемешивали со скоростью 12000±500 оборотов в минуту в течение 2 мин при помощи мешалки с образованием перемешанного жидкого известкового раствора; затем оставляли, пока жидкий известковый раствор не даст пену, чтобы получить затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля. Закачивали полученный затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля при давлении 2 МПа с помощью подземного переносного впрыскивающего насоса через трубопровод транспортирующий раствор, в скважины в подземной выработанной области. Жидкий затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, достигает поверхности рыхлой горной породы, изолирует уголь от кислорода и тем самым предотвращает самовозгорание угля.

Claims (2)

1. Затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля, содержащий следующие ингредиенты в массовых частях (мас. ч.): 40-60 мас. ч. воды, 100 мас. ч. угольной золы, 25-40 мас. ч. порошкообразного состава, выделяющего газ в ходе химической реакции, 3-5 мас. ч. ускорителя, 2-4 мас. ч. активатора, 1-2 мас. ч. пластификатора и 1 мас. ч. стабилизирующего пену состава;
при этом
порошкообразный состав, выделяющий газ в ходе химической реакции, получен с соблюдением следующих соотношений в массовых частях (мас. ч.): 24-35 мас. ч. полугидрата сульфата кальция и 1-5 мас. ч. бикарбоната натрия, которые вступают в химическую реакцию с образованием инертного газа (т.е. газообразного диоксида углерода), с формированием таким образом, вспененного известкового раствора;
ускоритель получен с соблюдением следующих соотношений в мас. ч.: 1-2 мас. ч. глиноземистого клинкера, 1 мас. ч. карбоната натрия и 1-2 мас. ч. обожженной извести, при этом глиноземистый клинкер состоит из следующих ингредиентов в массовых процентах: 94 масс. % алюмината натрия, 4 масс. % оксида алюминия и 2 масс. % алюмосиликата кальция;
активатор получен с соблюдением следующих пропорций в мас. ч.: 0,8-1,6 мас. ч. оксида магния и 1,2-2,4 мас. ч. хлорида магния;
пластификатор получен с соблюдением следующих пропорций в мас. ч.: 0,5-1 мас. ч. лигносульфоната кальция и 0,5-1 мас. ч. продукта конденсации нафталинсульфоната и формальдегида, причем в продукте конденсации нафталинсульфоната и формальдегида содержание Na2SO4 составляет <3%;
стабилизирующий пену состав получен с соблюдением следующих пропорций в мас. ч.: 0,2 мас. ч. бутилового эфира этиленгликоля, 0,3 мас. ч. нанокремния и 0,5 мас. ч. гидроксиэтилцеллюлозы;
при этом время затвердевания указанного пеноматериала можно регулировать путем подбора массовых соотношений между ускорителем, активатором и пластификатором.
2. Способ получения затвердевающего пеноматериала, содержащего угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля по п. 1, включающий:
этап 1: добавление 40-60 мас. ч. воды, 0,2 мас. ч. бутилового эфира этиленгликоля, 0,3 мас. ч. нанокремния и 0,5 мас. ч. гидроксиэтилцеллюлозы в специальную емкость для перемешивания А, перемешивание полученного раствора со скоростью 3000±100 оборотов в минуту при помощи мешалки в течение 2 мин с образованием однородного вспененного раствора;
этап 2: добавление 100 мас. ч. угольной золы, 1-2 мас. ч. глиноземистого клинкера, 1 мас. ч. карбоната натрия, 1-2 мас. ч. обожженной извести, 0,8-1,6 мас. ч. оксида магния, 1,2-2,4 мас. ч. хлорида магния, 0,5-1 мас. ч. лигносульфоната кальция и 0,5-1 мас. ч. продукта конденсации нафталинсульфоната и формальдегида в смеситель для сухого перемешивания В, и перемешивание полученного порошка со скоростью 3000±100 оборотов в минуту в течение 3 мин при помощи мешалки с образованием перемешанного порошка;
этап 3: добавление перемешанного порошка, полученного в смесителе для сухого перемешивания В, в однородный вспененный раствор в специальной емкости для перемешивания А, и перемешивание смеси со скоростью 12000±500 оборотов в минуту в течение 2 мин. с помощью мешалки в специальной емкости для перемешивания А с образованием перемешанной жидкого известкового раствора, выдерживание перемешанного жидкого известкового раствора с образованием пены, с получением затвердевающего пеноматериала, содержащего угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля.
RU2014143658/03A 2013-07-17 2014-03-26 Затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля и способ его получения RU2588588C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310298775.7 2013-07-17
CN201310298775.7A CN103387410B (zh) 2013-07-17 2013-07-17 防治煤自燃的粉煤灰固化泡沫材料及制备方法
PCT/CN2014/074075 WO2015007104A1 (zh) 2013-07-17 2014-03-26 防治煤自燃的粉煤灰固化泡沫材料及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014143658A RU2014143658A (ru) 2016-05-20
RU2588588C2 true RU2588588C2 (ru) 2016-07-10

Family

ID=49531844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014143658/03A RU2588588C2 (ru) 2013-07-17 2014-03-26 Затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля и способ его получения

Country Status (6)

Country Link
CN (1) CN103387410B (ru)
AU (1) AU2014292751B2 (ru)
CA (1) CA2879374C (ru)
RU (1) RU2588588C2 (ru)
WO (1) WO2015007104A1 (ru)
ZA (1) ZA201408380B (ru)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103387410B (zh) * 2013-07-17 2014-10-15 中国矿业大学 防治煤自燃的粉煤灰固化泡沫材料及制备方法
CN103964766B (zh) * 2014-04-29 2016-09-14 胡相明 防治煤炭自燃的粉煤灰-水泥泡沫材料及其制备方法
CN104446624B (zh) * 2014-11-26 2016-08-17 高万水 煤矿用无机发泡充填加固组合物及其使用方法和用途
CN106437817B (zh) * 2015-08-12 2019-01-04 华北科技学院 一种具备复吸功能的煤巷充填胶体材料及其使用方法
CN108678801B (zh) * 2018-05-25 2020-04-14 中国矿业大学 一种防治煤自燃粉煤灰碱金属螯合硬化阻断型浆液材料
CN110564391B (zh) * 2019-08-31 2021-06-29 湖南科技大学 一种用于粉煤原位固结改性的纳米微泡材料及其制备方法
CN111153657A (zh) * 2020-02-21 2020-05-15 济南鸿运保温材料有限公司 一种建筑节能发泡保温板及其制备方法
CN113213821B (zh) * 2021-06-07 2022-03-25 中国矿业大学 一种抑制松散煤体氧化自热的高稳定性胶质泡沫及其制备方法
CN115120922B (zh) * 2022-06-27 2023-05-16 中煤科工集团西安研究院有限公司 一种改性煤矸石基防灭火三相泡沫材料、制备方法及应用
CN115337588B (zh) * 2022-09-16 2023-06-16 中国矿业大学 一种矿化封存二氧化碳的粉煤灰基防灭火材料及制备方法
CN115849839B (zh) * 2022-11-24 2023-10-31 湖南科技大学 一种用于采空区密闭裂隙封堵的修复型泡沫及其制备方法
CN115925381B (zh) * 2022-11-28 2024-06-25 中国矿业大学 一种用于煤矿减灾与二氧化碳封存的钙基固废物轻质复合浆材及其制备和使用方法
CN115970220A (zh) * 2023-02-07 2023-04-18 湖南科技大学 一种防治森林火灾的无机固化泡沫及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1071766A1 (ru) * 1982-10-27 1984-02-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт горноспасательного дела Состав дл предотвращени самовозгорани угл
RU2222699C2 (ru) * 2002-02-11 2004-01-27 ФГУП Прокопьевский отдельный военизированный горноспасательный отряд Способ тушения эндогенных пожаров в разрыхленных массивах угля
CN101265811A (zh) * 2008-04-28 2008-09-17 中国矿业大学 防治煤炭自燃的多相凝胶泡沫制备方法
CN101787289A (zh) * 2010-01-07 2010-07-28 中国矿业大学 一种防火抑爆粉煤灰二氧化碳材料的制备方法
CN102701672A (zh) * 2012-05-25 2012-10-03 徐州中国矿大岩土工程新技术发展有限公司 一种用于煤矿充填采空区的泡沫填体及制备充填方法
CN102701671A (zh) * 2012-05-25 2012-10-03 徐州中国矿大岩土工程新技术发展有限公司 一种大掺量粉煤灰泡沫填体及制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3973973A (en) * 1972-08-29 1976-08-10 Sam Leslie Leach Lightweight aggregate and composition and method of making same
AUPP138298A0 (en) * 1998-01-19 1998-02-05 Inglis Industries Pty Ltd Fire resistant panels and doors and methods for their production
WO2006070960A1 (en) * 2004-12-31 2006-07-06 Kyung Dong Ceratech Co., Ltd. Covering composite for fire resistance and sound absorption
EP2763847A4 (en) * 2011-10-07 2015-08-19 Boral Ip Holdings Australia Pty Ltd INORGANIC POLYMER / ORGANIC POLYMER COMPOSITES AND METHODS FOR PREPARING THE SAME
CN102718548B (zh) * 2012-06-22 2014-09-03 张书源 粉煤灰烧结砖及烧制工艺
CN103387410B (zh) * 2013-07-17 2014-10-15 中国矿业大学 防治煤自燃的粉煤灰固化泡沫材料及制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1071766A1 (ru) * 1982-10-27 1984-02-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт горноспасательного дела Состав дл предотвращени самовозгорани угл
RU2222699C2 (ru) * 2002-02-11 2004-01-27 ФГУП Прокопьевский отдельный военизированный горноспасательный отряд Способ тушения эндогенных пожаров в разрыхленных массивах угля
CN101265811A (zh) * 2008-04-28 2008-09-17 中国矿业大学 防治煤炭自燃的多相凝胶泡沫制备方法
CN101787289A (zh) * 2010-01-07 2010-07-28 中国矿业大学 一种防火抑爆粉煤灰二氧化碳材料的制备方法
CN102701672A (zh) * 2012-05-25 2012-10-03 徐州中国矿大岩土工程新技术发展有限公司 一种用于煤矿充填采空区的泡沫填体及制备充填方法
CN102701671A (zh) * 2012-05-25 2012-10-03 徐州中国矿大岩土工程新技术发展有限公司 一种大掺量粉煤灰泡沫填体及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA2879374A1 (en) 2015-01-22
CA2879374C (en) 2017-05-02
AU2014292751A1 (en) 2015-02-19
AU2014292751B2 (en) 2016-02-25
ZA201408380B (en) 2016-02-24
CN103387410A (zh) 2013-11-13
WO2015007104A1 (zh) 2015-01-22
RU2014143658A (ru) 2016-05-20
CN103387410B (zh) 2014-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2588588C2 (ru) Затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля и способ его получения
RU2442878C2 (ru) Цементы для использования внутри формаций, содержащих гидраты газов
RU2592912C2 (ru) Неорганический отвержденный пеноматериал для остановки течей на поверхности в районе добычи угля в пласте неглубокого залегания и способ его получения
US4304298A (en) Well cementing process and gasified cements useful therein
CN104909636B (zh) 一种煤矿堵漏风仿生自愈合材料
CN103964766B (zh) 防治煤炭自燃的粉煤灰-水泥泡沫材料及其制备方法
CN103626435B (zh) 一种煤岩体用无机充填密闭材料
KR101507091B1 (ko) 자기치유 특성을 가지는 저온활성형 지반주입용 고성능 그라우트 조성물 및 이를 이용한 지반 그라우팅 공법
RU2014140788A (ru) Медленно застывающие цементные композиции, содержащие пемзу, и связанные с ними способы
CN103881282A (zh) 一种防治煤炭自燃的智能凝胶材料
CN107473693B (zh) 一种新型复合凝胶材料
CN104844263A (zh) 保温材料
JP2009530220A (ja) 低水和熱セメント組成物、及び該組成物の使用方法
CN106280164B (zh) 矿用防灭火高分子材料、矿用防灭火凝胶材料及其用途
CN105199691A (zh) 一种用于含水合物地层的固井水泥浆
CN102796500A (zh) 一种固井用低水化热早强水泥
Wen et al. Experimental study and application of inorganic solidified foam filling material for coal mines
CN104446624A (zh) 煤矿用无机发泡充填加固组合物及其使用方法和用途
CN113559453A (zh) 一种用于矸石山灭火的覆浆阻燃浆液及其应用
CN104591778A (zh) 一种轻质速凝高冒区充填材料
CN112897964A (zh) 一种基于煤矸石的废弃煤矿填充料
RU2474603C2 (ru) Высокоструктурированная тампонажная смесь
CN106220121A (zh) 一种亲煤基瓦斯抽采钻孔封孔材料及其使用方法
CN109627042A (zh) 一种低强度高膨胀性胶凝充填材料及其填充方法
CN111004003A (zh) 一种高倍率速凝型矿用封孔材料及使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180327