專利名稱：礦用防滅火膨脹封堵材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于對礦用防滅火材料的研究。
礦內(nèi)火災(zāi)是礦井的主要災(zāi)害之一，尤其是對于開采有自然發(fā)火層的礦井，火災(zāi)發(fā)生率更高。其發(fā)生火災(zāi)的主要原因就是由于空氣與煤炭直接接觸，煤炭氧化自然進(jìn)而引起自燃。因此，以往人們?yōu)槟軠p少火災(zāi)的發(fā)生，相應(yīng)采取了一系列防滅火措施，其中主要是從隔絕空氣，防止空氣與煤炭直接接觸，抑制煤炭與煤層的氧化自燃入手，采用砌筑密閉隔墻，封堵隔氧等治理方法。其具體有以下幾種方法1.雙層木板密閉隔墻，中間填砂子，礦渣或粘土;2.木板密閉墻加粘土或灰漿堆砌而成;3.紅磚密閉墻;4.料石密閉墻;5.混凝土密閉墻;6.草袋內(nèi)裝砂充填堆砌直接充填骨料等。上述幾種常見的封堵砌筑方法，主要弊病是砌筑后滲漏大，尤其是周邊受壓后，密閉易產(chǎn)生裂隙，也易于透漏空氣。此外，采用充填砂袋隔絕法密閉，很難充滿足頂，特別是砂子脫水后，還會(huì)產(chǎn)生10%～150%的沉縮，致使密閉上部產(chǎn)生空隙，使空氣滲漏。俗話講“沒有不透風(fēng)的墻?！贝嗽挷患伲瑢?shí)際生產(chǎn)中，盡管井下砌筑密閉已有足夠厚度，但仍克服不了上述弊病。
正因?yàn)樯鲜霰撞〉拇嬖?，本發(fā)明旨在尋求一種致密性強(qiáng)，膠結(jié)性好，膨脹性能上乘的快速(幾分鐘內(nèi)固結(jié))，整體(無縫隙)膨脹(自行膨脹封堵幫頂)的封堵材料，研究開發(fā)出一種快速、整體、自身膨脹的井下密閉封堵材料，以此代替以往封堵常用的砌筑井下密閉方法。從而杜絕了密閉周邊裂隙漏風(fēng)及閉內(nèi)有害氣體的涌出，阻止了空氣與煤炭的直接接觸，防止和抑制了煤炭氧化自熱、自然及火災(zāi)的漫延。實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明之目的。
本發(fā)明的膨脹封堵材料是砂石土類的粉末與顆粒相混合的固體材料，它以水泥為其主要成份，添加一定量的膨潤土、砂子、及少量的發(fā)泡劑等。即本發(fā)明的膨脹封堵材料由其水泥、膨潤土、砂子、生石灰、石膏、速凝劑、鋁粉組成。其中選用的鋁粉為油質(zhì)鋁粉。其基本配方為水泥5～30(重量%)膨潤土5～30(重量%)砂子30～70(重量%)生石灰10～50(重量%)石膏0.4～1.0(重量%)速凝劑1.0～15(重量%)油質(zhì)鋁粉0.01～10(重量%)其最佳配方為水泥12(重量%)膨潤土12(重量%)砂子48(重量%)生石灰24.81(重量%)石膏0.6(重量%)速凝劑2.4(重量%)油質(zhì)鋁粉0.19(重量%)在上述配方中生石灰以選用有效鈣含量為70%以上，消解溫度70℃以上的生石灰原料為佳，制作本發(fā)明的膨脹封堵材料，在工藝上只需破碎、混合、包裝三道工序即可，即將配方中的各種組份按定量取齊，第一步先將生石灰粉碎然后再與其它幾種原料混合一起成為成品，再進(jìn)行包裝。其包裝袋的選用以較堅(jiān)固的聚乙烯薄膜為內(nèi)包裝，以塑料編織袋為外包裝。在實(shí)際使用中，本發(fā)明的材料需加水?dāng)嚢璩蔀闈{體，其加水量一般可掌握在水料比為0.44～0.55之間為宜。加水后的漿體材料采用機(jī)械灌注，在短時(shí)間內(nèi)注入予充空間內(nèi)。當(dāng)1～6分鐘內(nèi)漿體便可自行膨脹到2～2.5倍，10分鐘后固結(jié)，達(dá)到了本發(fā)明理想的隔氧封堵效果。
本發(fā)明實(shí)施例如下水泥12%膨潤土12%生石灰(其有效鈣含量為70%，消解溫度70℃)24.81%石膏0.6%速凝劑2.4%鋁粉(油質(zhì)的)0.19%制備首先將上述原料中的生石灰利用粉碎機(jī)粉碎為φ3mm之內(nèi)顆粒粉末狀，然后與其它幾種原料放入干式攪拌機(jī)內(nèi)混合攪拌均勻，成為成品。
進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，將所備制出的材料以水料比為0.55∶1值加水。進(jìn)行攪拌使之為漿體。用注漿泵將漿體灌注到予注空間內(nèi)，觀察到，經(jīng)1～6分鐘漿體自行膨脹，10分鐘左右固結(jié)。然后對其分別測定各技術(shù)性能指標(biāo)，其結(jié)果如下表密度(Kg/m3) 膨脹率(%) 強(qiáng)度28天流變性(Kg/cm2)5162850.84170.1467進(jìn)行透氣性能試驗(yàn)。將模擬板壁分別調(diào)為200mm，300mm，400mm間距，從投料口充入已調(diào)好的漿體，待膨脹、固結(jié)后，通過風(fēng)門調(diào)節(jié)靜壓值，便得出不同厚度的材料在不同靜壓下的透氣量值。(其中水料比為0.48∶1)試驗(yàn)結(jié)果如下
此外，在井下工業(yè)性試驗(yàn)中觀察到，在原漏風(fēng)的密閉外300mm處，設(shè)置一木板密閉，采用機(jī)械攪拌為漿體充入板閉空間內(nèi)，經(jīng)1～6分鐘膨脹，10分鐘固結(jié)后觀測，充填后的閉內(nèi)外壓差明顯增加，有害氣體(主要是一氧化碳、瓦斯)消失，故將原有局部扇風(fēng)機(jī)取消，僅此一項(xiàng)每年節(jié)約電費(fèi)近萬元，而充填一密閉的材料費(fèi)及施工費(fèi)不足千元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。充填后的材料氣孔均勻致密，沒有裂紋，無縫隙。尤其是周邊膨脹封堵嚴(yán)密，固結(jié)后無干縮、龜裂、表面剝落現(xiàn)象。由此可見，本發(fā)明完全達(dá)到了快速整體膨脹封堵的目的。
此材料不但可做快速巷道密閉、舊密閉掛襯封堵、巷道空頂充填及穿煤巷道壁后充填，而且還可以用于地面鉆孔封孔，井下煤層鉆孔封孔，料石砌
壁后充填，同樣也可達(dá)到隔氧、阻止氧化、防止有害氣體的積聚的理想效果。
權(quán)利要求
1.一種礦用防滅火膨脹封堵材料，其特征在于它是由水泥、膨潤土、砂子、生石灰、石膏、速凝劑、鋁粉組成。
2.如權(quán)利要求1所述的礦用防滅火膨脹封堵材料，其特征在于配方中選用的鋁粉為油質(zhì)鋁粉。其基本配方為水泥 5～30 (重量%)膨潤土 5～30 (重量%)砂子 30～70 (重量%)生石灰 10～50 (重量%)石膏 0.4～1.0 (重量%)速凝劑 1.0～15 (重量%)油質(zhì)鋁粉 0.01～10 (重量%)其最佳配方為水泥 12 (重量%)膨潤土 12 (重量%)砂子 48 (重量%)生石灰 24.81 (重量%)石膏 0.6 (重量%)速凝劑 24 (重量%)油質(zhì)鋁粉 0.19 (重量%)
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于對礦井用的滅火材料的研究。本發(fā)明的膨脹封堵材料是以水泥為主，添加一定量膨潤土、砂子、生石灰、石膏、速凝劑及鋁粉組成的一種新型的密閉封堵材料。本發(fā)明具有整體、迅速、膨脹性能、實(shí)際使用中加水?dāng)嚢铻闈{體，注入預(yù)充空間，即可使之在1～6分鐘內(nèi)自由膨脹封堵周邊及空頂，膨脹倍數(shù)達(dá)到2～2.5倍。10分鐘后固結(jié)，該材料氣密性好，粘結(jié)性強(qiáng)，膨脹封堵嚴(yán)密可靠，不產(chǎn)生有害氣體，杜絕了空氣與煤炭接觸，防止和抑制了煤炭的氧化自燃及火焰蔓延。是一種效果好，成本低，安全，實(shí)用的封堵材料。
文檔編號(hào)C04B14/02GK1042139SQ88107459
公開日1990年5月16日 申請日期1988年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月26日
發(fā)明者王立生, 方鐵錚, 王岱 申請人:東北內(nèi)蒙古煤炭工業(yè)聯(lián)合公司長春煤炭科學(xué)研究所