[发明专利]一种煤矿井下防灭火材料及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿井下防灭火材料及其使用方法。

背景技术

煤层开采的一个重要制约因素是煤体自燃，其所引起的矿井火灾严重影响煤矿正常生产。首先，煤体自燃过程中，会产生大量CO，能使人中毒致死，严重影响着煤矿生产安全；其次，煤体自燃较为严重时，会造成采煤工作面停产，严重影响煤矿生产效率；再次，煤体自燃非常严重时，在采煤工作面将形成大面积火区，采煤工作面将不得不封闭，大量设备无法撤移，只能遗留在火区，煤矿将遭受严重经济损失。

中国从20世纪50年代起在煤矿推广灌浆防灭火技术。由于中国煤矿分布地域广，不同区域存在不同的地理气候条件，开拓开采条件各不相同，造成防灭火系统和各种防灭火材料应用条件存在较大差异。北方地区缺水且冬季气候严寒，地面灌浆系统在冬春季节无法使用。西北地区黄土资源丰富，开采煤层多为急倾斜煤层，存在将黄泥作为大量灌浆材料的有利条件，但黄泥容易沉淀堵塞管路。山东、江苏和安徽地区，土地资源紧张，贵州地区土源稀少，限制黄泥作为大范围预防性灌浆的推广。

90年代以后主要集中在原有防灭火技术装备性能提升以及新型防灭火材料研制等方面。应用较为广泛的防灭火材料是碳酸氢铵和水玻璃混合制成的碳铵凝胶，用于井下煤巷冒顶和煤柱自燃治理。由于碳铵凝胶在高温时会分解出氨气，有明显的氨味，污染井下环境，而且，更为重要的是，碳铵凝胶的分解将极大的影响其流动性，保水、降温等性能，进而严重影响防灭火效果，因此，碳铵凝胶在煤矿井下防灭火作业中的应用效果并不理想。

综上所述，现有技术中没有一种强流动性，且覆盖、充填、保水和降温等性能优良的防灭火材料。

发明内容

本发明提供了一种煤矿井下防灭火材料，具有高流动性，十分适应煤矿井下长距离输送作业，并且具有极强的保水性、降温性和覆盖性，对井下煤体自燃的扑灭效果十分理想。

本发明采用的技术方案如下：

一种煤矿井下防灭火材料，成分含有水玻璃、偏铝酸钠和水，水玻璃占2-3.5份(重量)，偏铝酸钠占1.5-2.5份，水占95-96份(重量)。

在上述煤矿井下防灭火材料中，水玻璃占2.5-3.5份(重量)，偏铝酸钠占1.5-2.5份(重量)，水占95-96份(重量)。

在上述煤矿井下防灭火材料中，水玻璃占2.7份(重量)，偏铝酸钠占1.5-2.3份(重量)，水占95-95.8份(重量)。

在上述煤矿井下防灭火材料中，水玻璃占2.7份(重量)，偏铝酸钠占2.2份(重量)，水占95.1份(重量)。

一种煤矿井下防灭火方法，使用上述煤矿井下防灭火材料进行防灭火，包括如下步骤：

(a)在矿井地面设置水玻璃溶液配制站和偏铝酸钠溶液配制站，在矿井井下已发生自燃或存在自燃隐患区域临近巷道内，安设偏铝酸钠凝胶配制站，将所述水玻璃溶液配制站和所述偏铝酸钠溶液配制站分别通过第一输送管路和第二输送管路与所述偏铝酸钠凝胶配制站连接，在所述第一输送管路安装第一控制阀和水玻璃输送泵，在所述第二输送管路上安装偏铝酸钠溶液输送泵和第二控制阀，所述第一控制阀和第二控制阀为关闭状态；

(b)从安设所述偏铝酸钠凝胶配制站的位置，在隔离煤柱内向所述已发生自燃或存在自燃隐患区域打钻，根据区域面积大小打出若干钻孔，通过第三输送管路与分流阀进行连接，并将所述分流器与所述偏铝酸钠凝胶配制站进行连接，在所述第三输送管路上，对应每一个所述钻孔安装一个控制阀门，所述控制阀门为关闭状态；

(c)通过所述水玻璃溶液配制站配制出水玻璃溶液，水玻璃占2-3.5份(重量)，水占60-69份(重量)，通过所述偏铝酸钠溶液配制站(2)配制出偏铝酸钠溶液，其中，偏铝酸钠占1.5-2.5份(重量)；

(d)打开所述第一控制阀，通过所述水玻璃溶液输送泵将一定量的所述水玻璃溶液经第一输送管路输送至所述偏铝酸钠凝胶配制站，同时打开所述第二控制阀，通过所述偏铝酸钠溶液输送泵将一定量的所述偏铝酸钠溶液经所述第二输送管路输送至所述偏铝酸钠凝胶配制站，与所述水玻璃溶液混合，搅拌均匀，形成偏铝酸钠凝胶，所述偏铝酸钠凝胶中，水玻璃占2-3.5份(重量)，偏铝酸钠占1.5-2.5份(重量)，水占95-96份(重量)；

(e)打开全部所述控制阀门，使所述偏铝酸钠凝胶通过所述分流器，第三输送管路和所述钻孔进入到已发生自燃或存在自燃隐患区域，进行防灭火作业；

(f)对所述已发生自燃或存在自燃隐患区域进行监测，待确认煤体自燃已经扑灭，或隐患已经消除，关闭全部所述控制阀门，关闭所述第一控制阀和第二控制阀，结束防灭火作业。