[发明专利]防治煤矿自燃用悬浮阻化剂及其应用

说明书

本发明涉及一种防治煤矿自燃用悬浮阻化剂，由5～25%超高分子量聚丙烯酸钠、55～85%无机悬浮阻化剂、5～20%活化剂和1～2.5%渗透剂混配制成。将其加入水中制成水悬浮液，再添加山砂或粉煤灰制成防灭火阻化剂，悬浮阻化剂能与山砂(粉煤灰)和水螯合形成三维网状结构，将密度较大的山砂(粉煤灰)颗粒包裹在网状结构中，使其悬浮较长的时间，解决了山砂(粉煤灰)沉降及堵塞管路以及防灭火阻化剂保水时间短的问题。

技术领域

本发明属于煤矿阻燃技术领域，涉及一种用于防治煤矿自燃的阻化剂。本发明阻化剂能够很好地悬浮山沙或粉煤灰用于预防和阻止煤矿自燃。

背景技术

煤矿火灾多由煤的自燃引发。在煤炭开采及运输过程中，由于机械震动、风力等多种因素，会在煤层中产生空隙渗入空气，也会有很多细小的煤尘飘落在煤巷巷道壁上。煤炭吸附空气中的氧而氧化，会产生一定的热量，如果热量不能得到及时散发，随着氧化的深入，热量越积越多并促使氧化进一步加剧，煤温将会越来越高，当煤温达到着火点(300～350℃)时，即可发生煤的自燃。煤矿井下易自燃的地点一般包括有采空区，停采线和开切眼，进、回风巷道，构造带以及通风设施附近等。

氧气的存在是煤发生自燃的必要条件。只有在含氧量较高且持续稳定的情况下，煤氧化过程才能够持续并最终造成自燃。因此，大多煤矿采用在采空区和煤巷壁灌注或喷涂水泥砂浆的方式以防止煤炭自燃。

水泥砂浆的作用主要包括：一、包住碎煤，使碎煤与空气隔绝，隔绝煤氧结合，防止氧化；二、堵塞采空区空隙，减少漏风；三、泥浆水使密闭区内冷却、降温。由于灌注或喷涂水泥砂浆具有这些作用，是目前煤矿主要的防治煤炭自燃技术手段。

灌注或喷涂水泥砂浆防止煤炭自燃的方法也存在一定的不足。首先是水泥砂浆干涸后容易开裂，密封作用降低，需要再次喷涂水泥砂浆。而反复喷涂上过厚的水泥砂浆，又容易造成喷涂层的整体脱落。二是水泥砂浆的比重较大，极易沉降，在使用注浆泵进行喷涂的过程中容易造成管路堵塞，喷涂后静置在管道内的水泥砂浆更容易堵塞管路。

凡是能阻止煤在空气中氧化，或能够降低煤氧化速度的物质被称为煤的阻化剂。常用的阻化剂有氯化钙、氯化镁、硝石灰和水玻璃等。它们都是吸水性很强的物质，附着在煤表面时，会吸收空气中的水分，在煤表面形成含水的液膜，阻止煤与氧的接触。这些物质能使煤体长期处于有水潮湿状态，水蒸发时吸热的降温作用，使煤在低温氧化时温度不升高，从而抑制煤的自热和自燃。

近年来，晋陕蒙区域充分利用该地区山砂和粉煤灰资源丰富的优势，就地取材，变废为宝，使用山砂或粉煤灰与阻化剂混合加水配制成砂浆用于煤矿自燃防治，达到防灭火的效果。但其并不能从根本上解决水泥砂浆存在的问题，特别是管路堵塞的问题依然严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有优良悬浮和保水性能的防治煤矿自燃用悬浮阻化剂，不仅具有理想的自身防灭火效果，还能够保持砂浆的良好悬浮效果。

本发明的防治煤矿自燃用悬浮阻化剂是一种集润湿、粘结、渗透和吸湿保湿等功能于一体的煤矿自燃阻化剂固态产品，其水溶性高分子聚合物遇水能形成一层柔韧、致密的连续高分子微膜，增强其成膜强度和粘结强度，通过添加无机悬浮阻化剂、渗透剂、活化剂和吸湿保湿剂等助剂，混合形成防灭火阻化剂成品。

具体地，本发明所述的防治煤矿自燃用悬浮阻化剂是由下述重量百分数的组分混配制成的：

超高分子量聚丙烯酸钠　　　5～25%

无机悬浮阻化剂　　　　　　55～85%

活化剂　　　　　　　　　　5～20%

渗透剂　　　　　　　　　　1～2.5%。