[发明专利]一种凝胶型化学炮泥及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及爆破领域使用的一种炮泥，尤其是一种煤矿打孔放炮时使用的一种凝胶型化学炮泥及其制备方法。

背景技术：

目前煤矿打孔放炮时，通常黄泥或水炮泥作为堵塞炮眼的材料。使用黄泥封堵炮眼，堵塞强度低，装填速度慢，降尘效果差，烟尘大难消散，存在有较大的粉尘及炮烟和有害气体等。爆破工程中产生的瓦斯、烟雾、灰尘、炮烟量较大，加大了空气中有害气体含量，消烟速度慢。影响操作人员的身体健康，影响施工进度及速度。炮泥的作用是能够保证炸药充分反应，使之发出最大能量；降低爆生气体逸出自由面的温度和压力，提高爆破效果，并能阻止炽热固体颗粒从炮眼中直接飞出；延缓爆生气体与瓦斯、煤尘直接接触。封泥质量的好坏，不仅影响爆破效果，更重要的是影响到爆破安全。目前已有使用水玻璃-铵盐制作的化学炮泥，虽然可以降低烟尘，但这类炮泥的缺点是容易产生大量的有刺激性气味的气体，尤其在井下密闭的环境中这种气味无法散去，即使在爆破后有害的难闻气体也只能降低50％。严重的影响操作人员的嗅觉灵敏性，影响操作人员的身体健康。同时也存在着生产工艺配比不精确，凝胶稳定性较差，保存时间短，保存条件要求高。胶体中的水容易析出而降低炮泥在爆破中的封堵效果，给安全生产带来隐患。

发明内容：

本发明在于克服背景技术中存在的现有堵塞炮眼的水玻璃-铵盐炮泥炮烟及有害气体含量大影响操作工人嗅觉，危害人体健康及凝胶稳定性较差的问题，而提供了一种凝胶型化学炮泥，该化学炮泥无毒、无味，能够降低瓦斯引燃温度、灭瓦斯烟雾、灭灰尘，减少炮烟，降低有害气体含量，环保安全，凝胶稳定性好，本发明还提供一种化学炮泥制备方法。

本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：该凝胶型化学炮泥，由以下组分及含量组成：硫酸铝3.0～5.3％、凝胶稳定剂0.5～1.0％、水玻璃15～24％、水69～80％；其中水玻璃的模数为2-4，比重1.30-1.40，所述各组分的含量为重量百分数

所述的凝胶稳定剂为氢氧化钙、氢氧化铝、氧化铁、氢氧化钡和/或稀释的水玻璃溶液。

所述的稀释的水玻璃为水玻璃与水的比例为1∶7。

本发明还提供了一种凝胶型化学炮泥的制备方法，包括下列步骤：

1)、配制硫酸铝溶液：按比例称取硫酸铝、水，将上述组分混合搅拌至完全溶化；

2)、称取凝胶稳定剂，配制作为凝胶稳定剂的稀释的水玻璃溶液：水中加入水玻璃搅拌均匀；

3)、配制水玻璃溶液：水玻璃中加入水，搅拌均匀得到水玻璃溶液；

4)、混合：将步骤(1)及步骤(2)中的硫酸铝溶液及凝胶稳定剂搅拌混合完全，装入包装袋中，然后再向袋中溶液内加入步骤(3)中的水玻璃溶液；

5)、静止成胶：将已装好的包装袋封口，静止放置，4小时后即为成品。

所述的步骤(1)中硫酸铝与水的重量比等于1∶10；所述的步骤(2)中稀释的水玻璃溶液中水玻璃与水的重量比为1∶7；所述的步骤(3)中配制水玻璃溶液中水与水玻璃重量比为2∶1倍。

本发明选定了一种凝胶成胶剂，选定用硫酸铝溶液与水玻璃(水溶性硅酸钠)相互作用产生高容水性的硅-铝凝胶体。采用铝盐(如硫酸铝等)作为硅酸钠胶体的凝结剂，同时配合一种胶体稳定剂，在配置工艺下得到高容水性的凝胶体，用铝盐与水玻璃反应得到的胶体具有胶体结构细密，稳定性好。硅酸钠与硫酸铝的化学反应方程式为：

Na₂SiO₃+A1₂(SO₄)₃+H₂O→mAl(OH)₃·nH₂O+xSiO₂·yH₂O↓+Na₂SO₄