[发明专利]抑制煤自燃的温控释放型阻化泡沫及其释放系统和制法

说明书

一种抑制煤自燃的温控释放型阻化泡沫及其释放系统和制法，属于煤自燃火灾防治领域。该抑制煤自燃的温控释放型阻化泡沫原料包括基础反应物a、基础反应物b、发泡剂、稳泡剂、兼容性阻化剂和水；基础反应物a为可溶性碳酸盐和/或可溶性碳酸氢盐，基础反应物b为酸。其释放系统中，容器中的A壳体和B壳体扣合形成一个用于盛装抑制煤自燃的温控释放型阻化泡沫原料的密闭腔体，在扣合对接面设置温敏性隔绝物。该释放系统，在煤自燃初期阶段温度下，控制原料的接触与反应，生成惰性气体与阻化剂，并使阻化剂溶液以泡沫形式释放，针对性的作用于温度升高、具备自燃迹象的煤体，进而大幅提高阻化效率与阻化作用范围，可实现煤自燃的精准、高效抑制。

技术领域

本发明属于煤自燃火灾防治技术领域，特别涉及一种抑制煤自燃的温控释放型阻化泡沫及其释放系统和制法。

背景技术

煤炭开采过程中，采空区遗煤自燃一直是威胁矿井安全生产的主要灾害之一，为防治采空区遗煤自燃，向采空区内注入或喷洒阻化剂是抑制煤自燃的主要措施。传统物理阻化剂，如氯化钠溶液、氯化镁溶液、氯化钙溶液、氯化铵溶液等，成本较低，来源广泛，工艺简单，阻化效果较好，在煤矿普遍应用。该类阻化剂可以在煤体表面形成水膜层从而阻断氧气与煤体接触，并可以使煤处于含水潮湿的状态。但阻化剂存在阻化效率与阻化寿命，阻化时间具有一定的局限性，阻化剂中的水分被蒸发完后，其阻化作用将明显降低。为解决上述问题，目前主要采取多次喷洒、以气体为载体进行气雾喷洒等措施，其取得一定效果，但效果有限。另外，还有一些解决方法是研究了一种以温敏性包衣包裹阻化剂制作的微胶囊阻化剂，在采空区内的遗煤氧化自热达到一定温度后，包衣溶解，释放出阻化剂，可针对性抑制煤体的自燃，但释放出的固态或液态阻化剂作用范围极其有限，无法与煤体充分接触，具有一定局限性。为此，寻求一种可以在特定温度下自发释放阻化泡沫的释放系统及其制备方法是本行业领域研究人员一直要解决问题。

发明内容

本发明针对传统技术方法存在的问题，目的在于提供一种抑制煤自燃的温控释放型阻化泡沫及其释放系统和制法。该抑制煤自燃的温控释放型阻化泡沫，一方面可以使阻化剂以泡沫形式释放与扩散，与周围氧化煤体充分接触，另一方面可释放出惰性气体惰化采空区，降低氧气浓度，达到阻化与惰化多重效果。该制备方法为：在释放系统内，煤自燃初期阶段温度(50～70℃)下，控制反应物质的接触与反应，生成惰性气体与阻化剂，并使阻化剂溶液在煤自燃初期阶段温度(50～70℃)下以泡沫形式释放，针对性的作用于温度升高、具备自燃迹象的煤体，进而大幅度提高阻化效率与阻化作用范围，可实现煤自燃的精准、高效抑制。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明的一种抑制煤自燃的温控释放型阻化泡沫，其原料包括基础反应物a、基础反应物b、发泡剂、稳泡剂、兼容性阻化剂和水；

所述的基础反应物a为可溶性碳酸盐和/或可溶性碳酸氢盐，基础反应物b为能够和基础反应物a反应的中强酸和/或弱酸，优选为磷酸和/或醋酸；

其中，各个原料的质量百分浓度满足以下关系：

混合溶液X为基础反应物a溶液、发泡剂、稳泡剂的混合液；

混合溶液Y为基础反应物b溶液和兼容性阻化剂的混合液；

混合溶液X和混合溶液Y的体积之差的绝对值＝0％～1％；

基础反应物a的量根据和基础反应物b的反应化学计量比确定，发泡剂占混合溶液X的质量百分浓度为0.5％～1.0％，稳泡剂占混合溶液X的质量百分浓度为0.5％～1.0％，兼容性阻化剂占混合溶液Y的质量百分浓度为5％～12％，基础反应物a配置成基础反应物a溶液的体积和基础反应物b配置成基础反应物b溶液的体积之差的绝对值＝0％～1％。

作为优选，所述的基础反应物a溶液为碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液，基础反应物b溶液为磷酸溶液和/或醋酸溶液。