[发明专利]一种用于治理煤田火灾的含粉煤灰阻化浆体制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤田火灾治理方法，特别是一种用于治理煤田煤自燃火灾的含粉煤灰阻化浆体的制备方法。

背景技术

煤炭是我国的主要能源，在一次能源生产和消费结构中占70%左右。从空间布局上看，我国煤炭资源主要分布在西北和华北地区，其中新疆、内蒙、山西、陕西、宁夏、甘肃等六省区探明煤炭储量约占全国的80%左右，是事关我国能源安全和经济发展的战略能源基地。随着我国煤炭工业布局的进一步西移，上述地区的战略地位日益凸显。然而，这些区域由于长年干旱少雨，煤层厚且赋存浅，加上小煤窑的滥采乱掘，导致煤田火灾频发、火区遍布，其中以新疆、内蒙古、宁夏最为严重。新疆目前共有44处煤田火灾，火区面积达992万m²，年燃煤损失量达552万t，火区威胁储量477亿t，年排放温室气体CO₂达到1238万t。内蒙古乌达、桌子山、鄂尔多斯、准格尔、古拉本等几大煤田还存在1903万m²的煤田火区，其中乌达煤田火区2009年的总面积达475.4万m²，比2004年增加了40%。宁夏现有煤田火区394.56万m²，每年直接烧失煤炭量近100万t，火区下呆滞的煤炭储量达7872.58万t。煤田火灾不仅直接烧毁不可再生的煤炭资源，还间接造成数十倍的呆滞资源不能开采，并直接威胁煤矿的安全生产，还造成土壤沙化、植被死亡、地面塌陷，蒸汽、青烟、热浪不断向地表涌出，结晶硫磺、煤焦油、高温火口遍布，大量CO、CO₂和SO₂等有毒有害气体排入空气中，严重危害当地的生态环境和地下水资源，局部地方已影响到居民生存。煤火问题已成为危害我国能源战略安全和生态和谐发展的重大问题，引起了世界多个国家相关学者的关注。

目前国内外煤田火区治理方法主要是剥离法、注水与注浆法。但剥离方法安全性较差、工程量较大。由于火区燃烧形成了大量的悬空区和塌陷区，剥离施工中所使用的推土机和挖掘机易陷进空洞中，会造成人员伤亡和重大经济损失；此外，若对地下煤火情况判断不准，会因剥开后造成供氧，使煤火快速蔓延而导致火区范围扩大，增加了灭火的危险性与困难。该方法对埋藏较深的煤火直接进行剥离，工程量大、成本高，难以实施；采用爆破工程剥离火区时，一般要求爆破温度不高于40～60℃，而火区爆破孔却经常遇见100℃以上甚至数百度的高温，使火区爆破无法顺利进行。注水注浆配合黄土覆盖是当前治理煤火的最主要手段。由于水、土这两种灭火材料较易获取，且成本低廉，因此注水注浆是最经济的灭火方法；但水浆会沿着煤岩裂隙或老窑通道往低处流，不能对火区均匀有效的覆盖，需要大量钻孔和构建许多鱼鳞坑进行大量长期注水，方可实现煤体的逐渐降温；由于水浆的流动通道少，据统计80%以上的水起不到吸热降温的作用而白白流失；在注水注浆过程中，当水汇集到高温火源处时易导致水煤气爆炸，造成人员伤亡；同时，在煤火下部有煤矿生产时，注浆还易发生溃浆事故，威胁井下煤矿安全生产。因此传统的注水注浆的方法还不能完全适应煤火治理的需要。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种方法简单、阻化性能好、耐高温、不脱水、价格低廉的治理煤田火灾的含粉煤灰阻化浆体制备方法。

技术方案：本发明的用于治理煤田火灾的含粉煤灰阻化浆体制备方法，包括选用粉煤灰、磷酸铝、氯化镁、羧甲基纤维素钠、水玻璃、钠基膨润土和水，具体制备如下：

a.在水中按质量百分比加入25%～30%的粉煤灰、2%～4%的磷酸铝、2%～5%的氯化镁、0.8%～1.5%的羧甲基纤维素钠，充分搅拌制成混合溶液A；

b.在水中按质量百分比加入3%～5%的水玻璃和1%～2%的钠基膨润土，充分搅拌制成混合溶液B；

c.将溶液B加入溶液A，溶液B和溶液A按质量比1:2混合，在加入的过程中充分搅拌混合均匀。