[发明专利]煤岩体防灭火材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤岩体防灭火材料，具体而言，属于一种矿用灭火材料和高温控制材料。

背景技术

矿井火灾是直接威胁矿井安全生产的主要灾害之一。按矿内火灾引起的热源不同，可分为外源火灾和煤的自燃火灾两类。外源火灾是指由外来热源——明火(吸烟、灯火)、放炮、机械摩擦、电流短路等引燃可燃物造成的火灾。而自燃火灾是指由破碎状态存在的煤炭接触空气，氧化发热，热量集聚而导致着火的火灾。我国煤矿自然发火非常严重，有56％的煤矿存在自然发火问题，而我国统配和重点煤矿中具有自然发火危险的矿井约占47％，矿井自然发火又占总发火次数的94％，其中采空区自燃则占内因火灾的60％。

煤矿井下条件恶劣，如温度高、湿度大、散热差等环境条件，对井下生产安全构成严重威胁。特别是一些矿区的煤质具有内在水分高、挥发分高的特点，容易自燃，对井下采煤作业生产构成了很大的威胁。因此，煤的自燃火灾是当今煤矿防灭火技术研究的重点所在。

在矿井救灾过程中，因密闭不及时、密闭范围过大，控制火势时间较长，和快速密闭无法实现延时自动密闭，引起二次事故发生的事例也不胜枚举。造成这些事故及损失的主要原因是我国煤矿整体防灭火技术水平和装备能力与生产发展不相适应。

为了加强煤矿防灭火安全技术，我国从50年代起就在煤矿推广了黄泥灌浆防火技术，60年代至70年代又研究出了阻化剂防火、均压通风、高倍数泡沫灭火等技术，80年代至90年代则研究了矿井自然发火预测系统、惰气防灭火、快速高效堵漏风、带式输送机火灾防治等技术，并逐步形成适应普通采煤法和高产高效采煤法的综合防灭火技术。

时至今日，我国煤矿的自然发火形势依然严峻，矿井火灾防治工作仍然是矿井安全生产所面临的一项艰巨任务，因此，伴随技术的不断发展，煤岩体防灭火材料仍有待进一步完善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤岩体防灭火材料。

本发明所述的煤岩体防灭火材料由无机物和有机物两部分组成。使用时加50-200倍重量份水而形成胶体，用于防灭火喷涂和注胶等作业。

其中，无机物组分为水玻璃；所述的有机物包括聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素(HEC)或羟丙基甲基纤维素(HPMC)；所述的煤岩体防灭火材料具有如下重量份配比：

1.水玻璃：0-50重量份；

2.聚丙烯酸钠：10-40重量份；

3.聚丙烯酰胺：5-20重量份；

4.羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素：10-50重量份。

所述的重量份可以是吨、Kg、斤等常用的重量/质量单位。

水玻璃俗称泡花碱，是一种水溶性硅酸盐。其化学式为R₂O·mSiO₂，式中R₂O为碱金属氧化物，常用的水玻璃中R₂O为氧化钠或氧化钾两类。m为二氧化硅与碱金属氧化物摩尔数的比值，称为水玻璃的模数。本发明中的水玻璃可使用硅酸钠或硅酸钾。

本发明优选的水玻璃为硅酸钠。

所述的硅酸钠进一步优选使用模数为2.2-2.5。

模数是硅酸钠的重要参数，一般在1.5-3.5之间。模数越大，固体硅酸钠越难溶于水，m为1时常温水即能溶解，m加大时需热水才能溶解，m大于3时，需四个大气压以上的蒸汽才能溶解。硅酸钠模数越大，氧化硅含量越多，硅酸钠粘度增大，易于分解硬化，粘结力增大，因此不同模数的硅酸钠有着不同的用处。

本发明所述的硅酸钠还可以优选速溶粉状硅酸钠，又称速溶泡花碱、水合硅酸钠。其产品外观洁白，呈粉末状，均匀性好。运输、储存和使用非常方便。广泛应用于冶金、电力、石化及建材工业中。被用来做为不定形耐火材料中的粘结剂、工业清洗剂、防腐剂，在制皂和耐酸水泥、精细陶瓷工业以及精密铸造业的快干剂和增强剂等。速溶粉状硅酸钠产品还具有液体泡花碱所具有的一切性能和应用。

速溶粉状硅酸钠分子式Na₂O·mSiO₂·nH₂O，是硅酸钠的水合物，式量一般在280-350之间。与通过机械粉碎的无水粉末状硅酸钠相比，速溶粉状硅酸钠在水溶速度、纯净程度等方面，具有优势。速溶粉状硅酸钠属于精细化工产品，系对干法(芒硝法、纯碱法)泡花碱经过化料、过滤、调模、喷雾干燥等加工过程制得的。

上述水玻璃的加入量为0-50重量份。