[发明专利]一种用于煤田火区浅部采空区的灭火材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于煤田火区浅部采空区的灭火材料及其制备方法，该灭火材料包括以下重量份原料：黄土25‑35份、水8‑12份、悬沙颗粒25‑50份、无机防灭火材料10‑20份、灭火固化膨胀材料15‑30份、高分子固体灭火材料5‑10份；本发明制得的煤田火区浅部采空区的灭火材料填充性能、流动性能以及保水性能较好，可快速降低煤田火区温度，有效阻止空气流动，从而防止煤田火区浅部采空区进一步燃烧，降低了煤田火区浅部采空区燃烧对大气环境的破坏，同时，节省了灭火材料和降低了灭火成本，对煤田火区浅部采空区治理具有显著的社会效益和经济效益。

技术领域

本发明涉及灭火材料制备技术领域，具体涉及一种用于煤田火区浅部采空区的灭火材料及其制备方法。

背景技术

在我国新疆维吾尔自治区是煤田火烧区最为严重的地区之一，煤层火烧存在于侏罗系地层中。随着近些年的开采，新疆多地存在煤田采空区，导致在开采过程中极易发生自燃现象，使得地面坍塌严重，并且产生大量裂隙，不仅会造成巨大的经济损失，同时也会对生态环境造成严重危害。

煤田火防灭火的常用技术工艺包括剥离、注水、钻探、注浆、覆盖等五大技术工艺。注浆是防治煤田火区的主要工艺之一，现有煤田灭火工程中注浆材料主要为普通泥浆、发泡水泥浆和复合泥浆三种，其中，普通泥浆即为黄土与水的混合物，黄土的含沙量需要达到25-30％，沙子粒径要在1-2mm之间等因素，因此，导致黄土选址较为困难，并且生态环境容易遭受破坏；发泡水泥浆主要由水、水泥组成，虽然在煤田灭火过程中实用性最高，但由于水泥凝固材料存在注浆阻力，不适用煤田火区浅部采空区治理，最终导致煤田火区浅部采空区灭火效果不理想；复合泥浆是目前使用效果最好的注浆材料，通过材料自身含水及粘结特性，实现煤田火区浅部采空区隔氧、降温和阻燃作用，但现有的方法其成本相对较高，很难大量区域推广使用。因此，迫切需要一种灭火效果好，制备成本较低的煤田火区浅部采空区的灭火材料。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于煤田火区浅部采空区的灭火材料及其制备方法，以解决现有技术制备的注浆材料制备成本高、灭火效果不理想的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：提供一种用于煤田火区浅部采空区的灭火材料，包括以下重量份原料：黄土25-35份、水8-12份、悬沙颗粒25-50份、无机防灭火材料10-20份、灭火固化膨胀材料15-30份、高分子固体灭火材料5-10份。

本发明的有益效果为：黄土和水能够形成泥砂浆，悬沙颗粒可以增加泥砂浆的粘稠性、保水性、渗透性；无机防灭火材料具有隔氧灭火效果；灭火固化膨胀材料具有填充堵漏、防止塌陷的作用；高分子固体灭火材料可以加快实现水的固体转化，堵塞媒体裂缝，包裹高温煤体，隔绝氧气，当无机防灭火材料、灭火固化膨胀材料、高分子固体灭火材料同时加入泥沙浆中，各组分之间产生协同作用，不仅可以对粘稠性、保水性、渗透性的性能提升，同时也对一氧化碳具有一定的吸附作用，可加快灭火速度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步，该灭火材料包括以下重量份原料：黄土30份、水10份、悬沙颗粒40份、无机防灭火材料15份、灭火固化膨胀材料23份、高分子固体灭火材料8份。

进一步，悬沙颗粒的粒径为1-2mm。

进一步，无机防灭火材料包括以下组分：硅酸钙、硅藻土和胶体二氧化硅。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：硅酸钙耐火性好、隔热性强，可以防火阻燃；硅藻土吸附性强、隔热性强，市面运用性广且廉价；胶体二氧化硅耐火性好，并且能增加一定的粘稠性，起到隔绝氧气的效果。

进一步，无机防灭火材料中硅酸钙、硅藻土和胶体二氧化硅的质量比为1：2.5-3.5：5.5-6.5。

进一步，无机防灭火材料中硅酸钙、硅藻土和胶体二氧化硅的质量比为1：3：6。