[发明专利]一种灭火组合物、其用途及灭火方法

说明书

技术领域

本发明涉及对煤矿采空区进行灭火的领域。

背景技术

煤矿的采空区由于没有及时封闭或是封闭不严会不断有风漏入，导致煤炭不断氧化，产生热量，当热量达到一定程度时便会引起煤炭自燃，此时便需要对发生煤炭自燃的采空区进行灭火。目前常用的灭火方式为灌浆灭火，即将黄土或粘土与水等按一定比例混合并制成浆液后，通过灌浆灭火系统输送至自燃区，对自燃的煤炭、煤矸石等形成包裹、隔绝空气，从而达到灭火的目的。

由于灭火用的浆液需要满足一定的粒度才能产生较好的效果，而采用黄土或粘土制浆一方面浪费土地资源，破坏环境，一方面粒度难以满足要求，需进行大量的破碎研磨，费时费力，同时制成的浆液含量难以控制，灭火性能不够稳定。目前也有一些矿区采用其他替代材料进行灭火，例如采用页岩、矸石和选矿厂尾矿等，但这些材料均需要破碎工艺对原料进行加工，非常地麻烦，并且对岩石的破碎一般要占用选矿厂耗能的40%以上，破碎既费电又费机器。另外，由于原煤中含有多种杂元素，在燃烧时会生成SO₂、SO₃、H₂S、CO₂等酸性气体，即便自燃区域的火势被最终扑灭，生成的这些有毒气体也会蓄积或溢出，对煤矿工作人员或大气造成不利影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种灭火组合物，其用途以及对采空区煤炭自燃进行灭火的方法，减少对黄土或粘土的使用、降低对浆液处理的工作量，同时能够对煤炭燃烧产生的酸性气体进行固化。

为实现上述目的，本发明采取了如下的技术方案：

本发明提供了一种灭火组合物，所述组合物包括：灭火粉末和水，所述灭火粉末与水的重量比为1:0.8-1.2（例如1:0.85、1:0.90、1:0.95、1:1.05、1:1.10、1:1.15）；其中所述灭火粉末由如下物质组成：3-7重量份的硅钙渣（例如4、4.5、5、5.5、6、6.5重量份）、1-3重量份的粉煤灰（例如1.5、2、2.5重量份）、1-3重量份的脱硫石膏（例如1.5、2、2.5重量份）和0.5-1.5重量份的水泥（例如0.7、0.9、1.2、1.4重量份）。

优选地，所述灭火粉末包括4-6重量份的硅钙渣、1.5-2.5重量份的粉煤灰、1.5-2.5重量份的脱硫石膏和0.8-1.3重量份的水泥。进一步优选地，所述灭火粉末包括5重量份的硅钙渣、2重量份的粉煤灰、2重量份的脱硫石膏和1重量份的水泥。

优选地，所述硅钙渣、粉煤灰、脱硫石膏和水泥的粒度小于等于2mm，例如小于等于1.8mm、1.5mm、1.2mm、1.0mm、0.9mm或0.7mm。

本发明还提供了一种对采空区煤炭自燃进行灭火的方法，所述方法包括：

（1）将3-7重量份的硅钙渣、1-3重量份的粉煤灰、1-3重量份的脱硫石膏和0.5-1.5重量份的水泥组成的灭火粉末与水按1:0.8-1.2的重量比混合搅拌，制成灭火浆液；

（2）将步骤（1）制成的所述灭火浆液注入或喷洒至有灭火需要的采空区进行灌浆灭火。由于本发明采用的制浆原料大部分都是工业废弃物，因此无需使用黄土或粘土，减少了对土壤资源的消耗，保护了环境；另外，由于本发明采用的制浆原料本身的粒度都很小，因此仅需要简单地研磨就能满足要求，节省了大量的人力物力。另外，硅钙渣中含有的CaO与水反应生成Ca(OH)₂能吸收、中和采空区煤炭燃烧生成的SO₂、SO₃、H₂S、CO₂等酸性气体，生成CaSO₃、CaSO₄、CaCO₃等产物，减少了这些酸性气体的危害。

优选地，所述灭火粉末包括4-6重量份的硅钙渣、1.5-2.5重量份的粉煤灰、1.5-2.5重量份的脱硫石膏和0.8-1.3重量份的水泥。进一步优选地，所述灭火粉末包括5重量份的硅钙渣、2重量份的粉煤灰、1.5-2.5重量份的脱硫石膏和1重量份的水泥。

优选地，在步骤（1）中，将所述灭火粉末与水按1:1的重量比混合搅拌。

优选地，在进行步骤（1）之前，对所述硅钙渣、粉煤灰、脱硫石膏和水泥进行研磨，使得所述硅钙渣、粉煤灰、脱硫石膏和水泥的粒度小于等于2mm，进一步优选所述硅钙渣、粉煤灰、脱硫石膏和水泥的粒度小于等于1mm。

优选地，在步骤（1）中，在将所述灭火粉末与水混合后先浸泡至少12小时，例如浸泡1天、2天或更久，再进行搅拌。