[发明专利]一种煤矿用防灭火用凝胶

说明书

技术领域

本发明属于消防安全领域，特别是涉及一种煤矿用防灭火用凝胶。

背景技术

煤炭自然发火是煤矿的自然灾害之一,它既是矿井防灭火的重点,也是国内外学者研究火灾的重要方向。研究表明，煤炭自燃是煤与O2相互作用的结果, 煤的自燃倾向性及自然发火期与活化能关系的理论分析化学反应能够进行所需的最小能量称之为活化能，煤的氧化反应能够进行所需的最低能量就是煤的活化能化能的大小决定了煤与O2反应的难易程度。活化能越大煤的氧化燃烧反应就越不易进行,煤就越不易自燃,自燃倾向性就越小,反之活化能越小煤的氧化燃烧反应就越易进行,煤就越易自燃,自燃倾向性就越大。所以从这里可以看出活化能与煤的自燃倾向性二者之间可以通过活化能作为煤的自燃倾向性鉴定指标而联系起来,即活化能可以作为煤的自燃倾向性鉴定的1个指标。煤体自燃是煤长期氧化聚热的结果，由于煤的导热性差，储存的热能不易释放出去，因此要彻底扑灭火灾是很困难的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种煤矿用防灭火用凝胶。

本发明的具体技术方案为：

一种矿用防灭火用凝胶，其特征在于，所述凝胶由基料、促凝剂、注浆材料以及适量的水配制而成，所述注浆材料由水泥、粉煤灰组成，二者的质量比为（3～4）：7，混合液中水泥和粉煤灰的质量分数为10~15%，所述水玻璃的质量分数为10～20%，所述铝酸钠的质量分数为1～10%。

进一步地，所述注浆材料中水泥和粉煤灰的质量比为（3～4）：7。

本发明所取得技术效果为：

本发明一种矿用防灭火用凝胶由于凝胶配制工艺简单，且价格低廉，不仅可以用于防治采煤工作面采空区的浮煤自燃和掘进工作面的顶煤自燃，而且还可以有效防治老空区已有的大面积火区。 

具体实施方式

目前可供选择的基料很多，但应用最广泛的基料为水玻璃，而且货源多、质量稳定。用于形成凝胶的促凝剂有氯化铵、碳酸氢铵、硫酸铵等铵类，还有硫酸铝、铝酸钠等盐类。由于铵类在凝胶施工过程中会有氨气（NH3）的析出，影响施工人员的身体健康。为了更好地发挥凝胶的防灭火效果以及保障施工人员的身体健康，新版《煤矿安全规程》专门规定，选择凝胶和促凝剂材料不得污染井下空气和危害人体健康，压注凝胶必须充满全部空间。因此促凝剂一般不用铵类，而采用盐类。

本方案中基料选择为水玻璃,促凝剂选择为铝酸钠。一般水玻璃的浓度为15%左右，铝酸钠的浓度控制在为5%。

注浆材料由水泥、粉煤灰组成，二者比例为4：7~3：7,混合后用水稀释为10~15%水溶液注入煤体。其作用主要是隔绝小窑火区，充填碹体与煤体空隙。

配胶工艺

注浆设备有TBW—50/15泥浆泵、液槽用1吨矿车及胶管等，如果注水泥粉煤灰凝胶则需3台泥浆泵、3个矿车组成。用3台泥浆泵将按比例配好的基料、促凝剂液、水泥粉煤灰浆按比例自动吸入混合，同时压入注胶钻孔，流入火源点后反应形成凝胶。

效果考察为检查堵漏降温及灭火效果,在副井第一躲避硐室和第三躲避硐室设置观测点，对火区附近气体进行取样分析，监测火区附近CO气体浓度和气体温度。经观测发现CO气体浓度和温度在注胶期间随着时间的推移呈逐步下降趋势，直至CO气体完全消失气体温度恢复正常。截止目前从观测孔内一直未能检测出CO气体。从CO气体浓度和温度在注胶前后的变化情况可以看出：胶体在预定位置已形成了一层胶，堵塞了漏风通道，降低了煤温，阻止了煤体的自燃氧化，达到了预期的灭火效果，从而保证了矿井的安全生产。