專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于防治煤炭自燃的懸沙稠化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種懸砂稠化材料，特別是一種具有能懸砂、高吸水和保水性能的用于防治煤炭自燃的懸砂稠化劑。
背景技術(shù)：
煤炭自燃是我國(guó)煤礦的主要自燃災(zāi)害之一，嚴(yán)重威脅著煤礦人員的安全以及造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。目前國(guó)內(nèi)外礦井防治煤炭自燃主要采用黃泥或粉煤灰注漿材料，這些材料成本低，防滅火效果較好。但我國(guó)一些礦區(qū)缺水少土，地表為山砂覆蓋，當(dāng)?shù)匾矡o(wú)粉煤灰資源，若采用其它防滅火材料，如氮?dú)?、凝膠等則使用成本高，因此這些礦區(qū)在防滅火材料的選擇上面臨困難。如何利用山砂這一天然資源來(lái)進(jìn)行防滅火，一直是人們關(guān)注的課題。目前通常采用水作為流體來(lái)進(jìn)行山砂的輸送，但是山砂在輸送過(guò)程中很容易沉淀到管底造成堵管現(xiàn)象，為防止堵管，一般水砂比達(dá)10∶1以上，需水量大，同時(shí)砂漿在井下的脫水量也大，惡化井下的工作環(huán)境，還影響煤質(zhì)。此外山砂對(duì)管道的磨損也相當(dāng)嚴(yán)重。因此采用山砂作為礦井防滅火的材料的使用受到限制，致使這些區(qū)域曝炭自燃火災(zāi)發(fā)為嚴(yán)重。我國(guó)新疆、內(nèi)蒙、甘肅等地的煤田火災(zāi)十分嚴(yán)重，每年燒毀1000多噸優(yōu)質(zhì)煤炭，經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)200億元，煤炭自燃產(chǎn)生大量的有毒有害氣體嚴(yán)重污染環(huán)境，還造成大面積的植被破壞，使土壤沙漠化。
三、技術(shù)內(nèi)容1.發(fā)明目的鑒于已有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種能有效的把山砂懸浮起來(lái)，減少管道流動(dòng)阻力，吸水性強(qiáng)，阻燃滅火效果好的用于防治煤炭自燃的懸砂稠化劑。
2.技術(shù)方案本發(fā)明一種用于防治煤炭自燃的懸砂稠化劑，其制做過(guò)程是步驟一在水中加入海藻酸鈉，使其完全溶解，制成其濃度為1.0％～2.5％的濃溶液；步驟二在稠化劑的濃溶液中加入含有一定量鈣、鎂、鋁等陽(yáng)離子或氫離子的適量水進(jìn)行稀釋?zhuān)尤氲乃繛槌砘瘎馊芤旱?～6倍，使海藻酸鈉在水中的比例為0.3％～0.45％，制成一定比例濃度的具有松散的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠狀態(tài)的稠化劑溶液，能將沙粒完全懸浮；步驟三在制成的稠化溶液中加入按需要濃度配置的沙子，充分?jǐn)嚢韬?，使沙子完全懸浮在稠化劑溶液中，懸沙溶液中水沙比?∶1～1∶5。
3.技術(shù)效果本發(fā)明一種用于防治煤炭自燃的懸砂稠化劑，在水中加入稠化劑，配制成一定比例濃度的山砂稠化劑，稠化劑水溶液能將任意比例的沙子完全懸浮起來(lái)。該稠化劑有很強(qiáng)的吸水能力，并能將沙子和水固結(jié)在一起而不易脫水，防滅火效果顯著。另外含有懸沙稠化劑的沙漿在管道流動(dòng)中，稠化劑能形成減阻界面，大大減緩了對(duì)管道的磨損；由于沙粒不沉降，也消除了堵管現(xiàn)象。在水中添加一定比例的山沙稠化劑所形成的流體是屈服假塑性的非牛頓流體，在高速剪切流動(dòng)中，能大幅度的稀化，有利于進(jìn)行管道長(zhǎng)距離的輸送，便于現(xiàn)場(chǎng)大規(guī)模的應(yīng)用。該稠化劑無(wú)毒，無(wú)味，安全，環(huán)保，懸沙稠化劑較其它注漿材料成本低，每立方米沙漿的稠化劑成本低15～20元，且防滅火效果顯著，在沙源豐富的礦區(qū)具有廣泛的適用性。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明一種用于防治煤炭自燃的懸沙稠化劑，在水中加入稠化劑，稠化劑采用海藻酸鈉，使水和稠化劑完全溶解，制成一定比例的濃溶液，該比例的濃溶液為1.5％～2.5％；在1.5％～2.5％比例濃度的稠化劑溶液中加入含有鈣、鎂、鋁等陽(yáng)離子或氫離子的一定水量進(jìn)行稀釋?zhuān)♂尩乃疄?～6倍，制成溶液比為0.3％～0.45％的懸沙溶液，使水中形成松散的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；在制成的懸沙溶液中加入沙子，懸沙溶液中水沙比為1∶1～1∶5，充分?jǐn)嚢韬?，使沙子完全懸浮在稠化劑溶液中，用輸送泵將配制好的稠化沙漿，經(jīng)輸送管道噴灑或注入到需要阻燃或是燃燒的煤層上，起到預(yù)防和撲滅井下煤層火災(zāi)的作用。
實(shí)施例一在高速攪拌的196kg水中慢慢的添加4kg稠化劑，使其完全溶解配制成2％的濃溶液，將2％的懸砂稠化劑濃溶液用自來(lái)水稀釋5倍，配制成0.4％的稠化劑溶液1000kg。配制好稠化劑溶液后，此時(shí)，按水砂比為2∶1的比例將山砂與溶液混合，即將500kg山砂加入該配制好的1000kg溶液中，并充分?jǐn)嚢?分鐘左右，此時(shí)，山砂就完全懸浮在溶液中。用0.6MP的螺桿泵作動(dòng)力，用100mm的鋼管輸送80米，最后將其噴灑在燃燒的煤堆上，沙漿溶液均勻的覆蓋在煤堆上，煤堆的溫度迅速降低，煤火很快被撲滅。
實(shí)施例二在高速攪拌的196.5kg水中慢慢的添加3.5kg增稠添加劑，使其完全溶解配制成1.75％的濃溶液，將1.75％的懸砂稠化劑濃溶液用自來(lái)水稀釋5倍，配制成0.35％的稠化劑溶液1000kg。配制好稠化劑溶液后，此時(shí)，按水砂比為4∶1的比例將山砂與溶液混合，即將250kg山砂加入該配制好的1000kg溶液中，并充分?jǐn)嚢?分鐘左右，此時(shí)，山砂就完全懸浮在溶液中。用0.6MP的螺桿泵作動(dòng)力，用100mm的鋼管輸送80米，最后將其噴灑在燃燒的煤體上上，沙漿溶液均勻的覆蓋在煤塊上，煤塊的溫度迅速降低，煤塊火很快被撲滅。
權(quán)利要求
1.一種用于防治煤炭自燃的懸砂稠化劑，其特征是步驟一在水中加入稠化劑，使其完全溶解，制成一定比例的濃溶液；步驟二在稠化劑溶液中加入含有鈣、鎂、鋁等陽(yáng)離子或氫離子的適量水進(jìn)行稀釋?zhuān)瞥梢欢ū壤凉舛鹊木哂兴缮⒌娜S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠狀態(tài)的稠化劑溶液；步驟三在制成的稠化劑溶液中加入按需要濃度配置的沙子，充分?jǐn)嚢韬?，使沙子完全懸浮在稠化劑溶液中?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于防治煤炭自燃的懸砂稠化劑，其特征在于所述的稠化劑為海藻酸鈉，其化學(xué)分子式為(C6H7O6Na)n。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于防治煤炭自燃的懸砂稠化劑，其特征在于所述的步驟一中一定比例的濃溶液為1.5％～2.5％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種用于防治煤炭自燃的懸砂稠化劑，其特征在于所述的步驟二中加入適量的稀釋水為4～6倍，所制成的稠化劑溶液濃度比為0.3％～0.45％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于防治煤炭自燃的懸砂稠化劑，其特征在于所述的步驟三中懸沙稠化劑溶液中水沙質(zhì)量比為1∶1～1∶5。
全文摘要
一種用于防治煤炭自燃的懸沙稠化劑，在水中加入稠化劑，制成一定比例濃度的稠化劑溶液，在該溶液中加入沙子充分混合，使沙粒完全懸浮在液體中，制成一定比例濃度的稠化沙漿，然后經(jīng)輸送管道噴灑或注入在需要防滅火的區(qū)域。該稠化劑有很強(qiáng)的吸水能力，并能將沙和水固結(jié)在一起而不脫水，防滅火性能好；懸沙溶液在管道流動(dòng)中不沉降，對(duì)管道磨損小，不易堵管，并有利于管道長(zhǎng)距離輸送。懸沙稠化劑材料防滅火效果顯著，且成本低廉，在沙源豐富的礦區(qū)具有廣泛的適用性。
文檔編號(hào)C09K21/00GK1524927SQ0311290
公開(kāi)日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2003年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月27日
發(fā)明者王德明, 李增華, 秦波濤, 梁曉渝, 周福寶, 張仁貴 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)