[发明专利]一种无机防灭火充填材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种无机防灭火充填材料及其制备方法，该无机防灭火充填材料由如下重量份数的原料制备而成：混合料：水：20～50份、水泥：30～80份、粉煤灰：20～70份、速凝剂：0.5～5份；减水剂0.2～10份；泡沫液：泡沫剂：0.2～5份、水：20～50份。本发明制备的兼具灭火阻化和充填功能的无机发泡材料，从而用于煤矿采空区火灾治理和充填。充填堵漏材料在火区治理过程中起着关键性的作用，一方面可利用材料充填性能包裹着火物，另一方面通过发泡堵漏隔绝采空区中煤体与氧气接触，巩固治理效果，防止复燃。适用于广大矿山企业解决采空区火区治理和充填工程。

技术领域

本发明涉及矿井防灭火领域，涉及一种无机防灭火充填材料及制备方法；更具体地，本发明涉及一种集阻化性、发泡充填性、稳定性、经济性于一体的无机防灭火充填材料及其制备方法。

背景技术

煤炭自燃火灾是直接威胁我国矿井安全生产的主要灾害之一。据不完全统计，我国国有煤矿中，有自然发火危险的矿井占60％以上，煤炭自燃而引起的火灾占矿井火灾总数的90～94％，其中采空区自燃占内因火灾的60％。煤炭自燃导致的优质煤损失量已达42亿t以上，现在仍以每年2000～3000万t的速度增加，每年造成数十亿元的经济损失。另外，采空区煤体自燃还可能引起瓦斯爆炸，造成大量的人员伤亡和巨大的经济损失。

2008年以后山西等地煤矿资源整合，整合矿井存在大面积房柱式采空区，采空区复采存在火区治理、井下空巷充填等难题。为保证灭火和充填效果，材料应具备良好的阻化性、流动性、渗透性，既保证采空区火区治理效果又提高空巷充填后的整体接顶效果、增强围岩强度，对上覆岩层起到很好的支撑效果。这就要求材料兼具灭火和充填功能，一方面材料覆盖自燃煤体，隔绝煤氧结合，阻止自燃进一步发生；另一方面材料具备膨胀特性，多倍于自身体积充填空间，降低成本的同时起到永久隔绝和巩固灭火效果作用。

20世纪90年代，有机高分子化工材料在煤矿井下煤岩体加固、充填密闭、堵水堵漏风等应用日益广泛，但高分子材料价格高昂、使用过程中反应发热、大规模使用易使热量聚集，由此引发的腐蚀、中毒、火灾及污染问题时有发生，容易引发次生灾害，带来巨大损失。目前市场上存在的无机发泡型防灭火材料普遍有强度不够、灭火效果不佳、成本太高、流动性不足等问题。

火区治理和采空区充填工程往往用料多、材料需求量大，传统的高分子材料、无发泡功能材料单价高，不利于推广应用。

综上所述，现有技术中尚没有一种集阻化性、发泡充填性、稳定性、经济性于一体的防灭火充填材料。

发明内容

本发明目的是为解决矿井防灭火材料阻化、膨胀性能不佳，价格高昂，使用过程中发热等问题，本发明提供了一种集阻化性、发泡充填性、稳定性、经济性于一体的防灭火充填材料及其制备方法；较好地解决火区治理、井下空巷充填等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供了一种无机防灭火充填材料，该无机防灭火充填材料由如下重量份数的原料制备而成：

混合料：水：20～50份、水泥：30～80份、粉煤灰：20～70份、速凝剂：0.5～5份；减水剂0.2～10份；

泡沫液：泡沫剂：0.2～5份、水：20～50份。

进一步，所述的无机防灭火充填材料由如下重量份数的原料制备而成：

混合料：水：30～40份、水泥：50～70份、粉煤灰：30～50份、速凝剂：1～2份；减水剂1～2份；

泡沫液：泡沫剂：0.5～1.5份、水：20～30份。

进一步，所述的泡沫剂由包括如下的原料制备而成：脂肪醇聚氧乙烯醚、黄原胶、苯甲酸钠、甲酸钙、水；其中脂肪醇聚氧乙烯醚、黄原胶、苯甲酸钠、甲酸钙、水的质量比为：(300～400)：(2～7)：(4～6)：(5～30)：(400～600)。