[发明专利]一种防治煤自燃粉煤灰碱金属螯合硬化阻断型浆液材料

说明书

本发明公开了一种防治煤自燃粉煤灰碱金属螯合硬化阻断型浆液材料，包括如下重量份的组分：0.5～2份粉煤灰碱金属螯合悬浮剂、0.2～0.5份碱金属螯合激发剂、20～30份粉煤灰和68～78份水。本发明属于煤矿防灭火的煤自燃防治技术领域，本发明一种防治煤自燃粉煤灰碱金属螯合硬化阻断型浆液材料通过激发碱金属来快速高效的螯合粉煤灰中的碱金属，阻断粉煤灰的胶结硬化沉降，超长稳态悬浮粉煤灰浆液，并防止煤矿注浆管路结渣堵管，保障煤矿粉煤灰防灭火技术的持续高效实施，同时具有成本低廉、绿色环保、原料来源丰富的优点。

技术领域

本发明属于煤矿防灭火的煤自燃防治技术领域，具体是指一种防治煤自燃粉煤灰碱金属螯合硬化阻断型浆液材料，通过激活粉煤灰中的碱金属后再进行高效快速螯合，阻断粉煤灰沉降和胶结硬化，防止粉煤灰灌浆堵管的发生。

背景技术

矿井火灾危害严重，一方面产生高温有毒有害气体，严重威胁井下人员的生命安全；还能诱发瓦斯、煤尘爆炸，造成重大的人员伤亡，限制了开采效率，火区封闭带来重大经济损失。近年来，矿山对防灭火材料需求量剧增，灌浆防灭火技术因其低成本、简单快速，被作为日常防灭火技术使用。许多矿山在采用了黄泥、水泥砂浆的同时，也在大规模使用粉煤灰浆液。一方面就近解决了热电厂粉煤灰废料，价格低廉，防止其堆积和运输中产生大量环境污染，另一方面可替代黄土灌浆、充填，有效减少了黄土资源的大量流失，且大幅降低使用成本，因此黄泥灌浆逐渐被粉煤灰灌浆取代。但粉煤灰浆液是一种非牛顿流体，粉煤灰灌浆使用中，管流过程不同的使用地点流速不同，粘性和浆体的携带能力也随之发生改变，固相颗粒易附着在管壁上，单一粉煤灰悬浮浆液不在具有良好的管道可灌注性，造成管道沉降、结渣堵管，影响灌浆管路的输送能力，进而影响灌浆效果，传统的黄泥灌浆后清水冲管由于粉煤灰沉降后的粘附结渣活性很难清除附壁粉煤灰，因此各类粉煤灰悬浮浆液开始使用。

因此煤矿面临来源广泛的粉煤灰，传统的稠化添加材料及灌注工艺已经不能解决粉煤灰管道运输中的沉降问题。目前，为了防止灌浆管路堵塞，普遍采用灌浆后利用清水冲刷的方式清洗管路，但清水冲刷流量、冲刷时机、持续冲刷时间等对冲刷效果的影响不明确，导致管路清洗工作费时费力，还不能保证冲刷效果。

发明内容

为解决上述现有难题，本发明针对粉煤灰灌浆过程中面临的易沉降结渣，导致灌浆管路堵塞的问题，提供了一种防治煤自燃的粉煤灰碱金属螯合硬化阻断型浆液材料。该浆液材料成本低廉、绿色环保，同时通过激活粉煤灰中的碱金属进行高效快速螯合，阻断粉煤灰沉降和胶结硬化，超长稳态悬浮粉煤灰浆液，并防止煤矿注浆管路结渣堵管，保障煤矿粉煤灰防灭火技术的持续高效实施，并实现井下灌注后粉煤灰浆液对煤自燃区域的均匀覆盖，起到煤自燃防治的目的。

本发明采用的技术方案如下：一种防治煤自燃粉煤灰碱金属螯合硬化阻断型浆液材料，包括如下重量份的组分：0.5～2份粉煤灰碱金属螯合悬浮剂、0.2～0.5份碱金属螯合激发剂、20～30份粉煤灰和68～78份水；所述粉煤灰碱金属螯合悬浮剂包括如下重量份组分：5～8份高吸水聚丙烯酰胺、40～50份木质素磺酸钠、40～50份葡萄糖酸钠和3～5份海藻酸钠；所述碱金属螯合激发剂包括如下重量份组分：20～30份硅酸钠、30～40份硫酸钠和30～40份碳酸钠；

进一步地，所述粉煤灰碱金属螯合悬浮剂中葡萄糖酸钠和海藻酸钠的重量份比为10:1；

进一步地，所述碱金属螯合激发剂中硫酸钠和碳酸钠的重量份比为1:1；

进一步地，所述一种防治煤自燃粉煤灰碱金属螯合硬化阻断型浆液材料的制法，包括如下步骤：

1)按照组分的重量份比称取各组分；

2)先将20～30份重量份数的粉煤灰与等重量份的水分充分混合形成粉煤灰浆液，然后加入0.2～0.5份的重量份的粉煤灰碱金属螯合激发剂，充分搅拌均匀；