[发明专利]一种煤矿用喷涂类防灭火材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿防灭火材料领域，具体涉及一种用于煤矿中防止煤炭自燃的喷涂类防灭火材料。

技术背景

煤的自燃火灾一直威胁着煤炭生产和储存的安全，造成了巨大的煤炭资源损失、影响了开采效率，甚至引发瓦斯爆炸或井下火灾，严重威胁着矿井和矿工的人身安全，给国家造成巨大的经济损失。矿井火灾是制约煤矿开采、高产高效和安全生产的关键问题之一。同世界各主要产煤国家相比，我国低等级煤种多，自燃发火的矿井范围广、数量多，煤矿井下一旦发生火灾，如果处理不及时，很可能会使火灾漫延而迫使煤矿开采工作停止，造成设备毁坏和煤炭资源损失，甚至会造成人员伤亡。煤层自燃着火的主要原因是煤层中破碎煤体存在裂隙，空气中的氧气随裂隙进入煤层与煤反应放出热量，热量积聚至着火点即发生自燃。

减少煤矿沿空巷道向采空区漏风是降低采空区煤炭自燃风险的有效措施，减少采空区漏风能够阻止煤氧接触，就能使煤氧复合放热量小于煤岩体向周围岩体的散热量，从而使煤温不断下降，最终实现防止煤自燃发生。目前沿空巷道隔风技术措施主要有以下几种:巷道壁面喷涂、构筑隔风带和风压调节。在煤体表面实施喷涂技术相比其他堵风防灭火措施有工作量小、效率高、实施方便等优点。除此之外，喷涂类防灭火材料可以和构筑隔风带配合使用，喷涂在隔风带表面，从而大大增强隔风带的隔风效果，减少煤矿火灾发生。

发明内容

本发明提供一种优质的煤矿用喷涂类防灭火材料及制备方法，具有安全、无有害物质排出、成膜后膜致密性好、堵漏性强、阻化阻燃性好等优点。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种煤矿用喷涂类防灭火材料，其原料组成由聚乙烯醇和磷酸、尿素在水溶剂中反应聚合后加入白乳胶继续反应，最终得到白色胶状液体，其中聚乙烯醇为整个体系质量的4%-8%，磷酸为整个体系质量的1%-5%，尿素为整个体系质量的1%-5%，白乳胶为整个体系质量的10%-30%。

一种煤矿用喷涂类防灭火材料的制备方法，具体步骤包括：

a)在水浴下，将聚乙烯醇加入到水溶剂中充分搅拌溶解，温度控制在70-90℃，搅拌2-5h；

b)将磷酸和尿素混合溶解后缓慢加入到a)步所得的溶液中，在80-100℃的水浴温度下反应，反应时间2-5h；

c)反应完全后，待溶液冷却到室温时加入白乳胶充分搅拌，直至产物均匀。

上述方法也可在步骤c）加入部分体系中的水。

本发明一种煤矿用喷涂类防灭火材料，有以下优点：

1.以水为溶剂，安全无毒、无味、无有害物质排出；

2.施工性能好，可以方便的喷涂于煤体及隔风带表面；

3.附壁性强，形成的保护膜致密性好，阻燃阻化性能良好；

4.固化时间可调，可根据不同地点、不同的环境得到性能合适的防灭火材料；

具体实施方式

本发明采用以下实施例具体说明本发明一种煤矿用喷涂类防灭火材料及其制备方法，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1

1)在水浴下，将20g聚乙烯醇加入到105g水溶剂中充分搅拌溶解，温度控制在70-90℃，搅拌2-5h；

2)将5g磷酸和5g尿素混合加入到27g的水中溶解后缓慢滴加入到第1)步所得的溶液中，在80-100℃的水浴温度下反应，反应时间2-5h；

3)加入200g水继续反应直至反应完全，待溶液冷却到室温时加入100g白乳胶充分搅拌，直至产物均匀。

测试后无有害物质放出，10h固化，喷涂干燥后得到的产物表面无气泡，用酒精灯点燃后7S内自熄，与煤体粘结紧密，韧性突出。

实施例2

1)在水浴下，将25g聚乙烯醇加入到105g水溶剂中充分搅拌溶解，温度控制在70-90℃，搅拌2-5h；

2)将7g磷酸和7g尿素混合加入到27g的水中溶解后缓慢滴加入到第1)步所得的溶液中，在80-100℃的水浴温度下反应，反应时间2-5h；

3)加入200g水继续反应直至反应反应完全，待溶液冷却到室温时加入90g白乳胶充分搅拌，直至产物均匀。

测试后无有害物质放出，11h固化，喷涂干燥后得到的产物表面无气泡，用酒精灯点燃后5S内自熄，与媒体能够紧密的结合在一起。