一種新型煤礦防火堵漏膠體材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及防火材料領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種新型煤礦防火堵漏膠體 材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國煤礦自然發(fā)火非常嚴(yán)重，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國每年因煤礦自然發(fā)火所造成的 煤炭損失高達(dá)5~6千萬噸，半數(shù)以上的國有煤礦均存在火災(zāi)危險(xiǎn)，全年發(fā)火500多次，其 中煤層自然火災(zāi)占火災(zāi)總數(shù)的96. 5%。國有重點(diǎn)煤礦仍殘存火區(qū)200多處，占煤層火災(zāi)總 數(shù)的44. 9%，凍結(jié)煤炭總量4千多萬噸，造成直接和間接經(jīng)濟(jì)損失50多億元。煤層的自燃 不但會產(chǎn)生CO、SO2等有害氣體，而且時(shí)常還會引發(fā)瓦斯爆炸等重大事故，使工人的生命健 康受到嚴(yán)重威脅，給國家造成巨大的資源損失。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中的煤礦防火堵漏膠體材料使用水玻璃和膠凝劑制備凝膠。現(xiàn)有技術(shù)中 的膠體材料使用高分子樹脂、無機(jī)添加料等制備膠體材料。現(xiàn)有技術(shù)中的此種膠體材料有 以下不足：
[0004] 1、凝膠在形成過程中會產(chǎn)生大量的氨氣，可造成巷道空氣質(zhì)量的嚴(yán)重惡化，氨氣 與作業(yè)人員的體液或水結(jié)合后，形成具有一定腐蝕性的氨水，造成作業(yè)人員的眼睛、口腔和 呼吸器官發(fā)生堿性灼傷，危害作業(yè)人員的身體健康，影響礦井的安全生產(chǎn)。
[0005] 2、強(qiáng)腐蝕性。磷酸、鹽酸、小蘇打等材料對人體傷害極大。
[0006] 3、工藝復(fù)雜，水玻璃需要單獨(dú)稀釋，然后再與其它材料水溶液混合，容易造成材料 浪費(fèi)，運(yùn)輸和存儲麻煩。
[0007] 4、保水效果不佳，采用氫氧化鈣等無機(jī)鹽材料，容易形成大量沉淀物，膠體干癟較 快。
[0008] 5、成本較高。單一的高分子樹脂材料成本近萬元，推廣困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明所要解決的問題是提供一種無毒無味、高保水率且工藝簡單的新型煤礦防 火堵漏膠體材料。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種煤礦防火堵漏膠體材料，主要 含有基料和膠凝劑，其特征在于：基料為硅酸鈉粉末或硅酸鉀粉末和陰離子聚丙烯酰胺的 混合物，膠凝劑采用Lewis酸（+2價(jià)和+3價(jià)金屬離子組成），梓檬酸（citric acid，2C6H807. H2O)，硫酸鎂（magnesium sulphate，MgSO4)混合而成。
[0011] 基料和膠凝劑的重量配比為：基料為7~15份，膠凝劑為3~7份，余量為水。其特 征是基料中各組分的重量是：硅酸鈉粉末或硅酸鉀粉末7~14份，陰離子聚丙烯酰胺0~ 1份。其特征是膠凝劑中各組分的重量是：+2價(jià)和+3價(jià)金屬離子組成的Lewis酸2. 5~5 份，檸檬酸〇. 5~1份，硫酸鎂0~1份。
[0012] 優(yōu)選的，所述基料和膠凝劑的重量配比為：基料為7~15份，膠凝劑為3~7份， 余量為水。
[0013] 優(yōu)選的，所述基料中各組分的重量配比是：硅酸鈉粉末或硅酸鉀粉末7~14份，陰 離子聚丙烯酰胺〇~1份。
[0014] 優(yōu)選的，所述膠凝劑中各組分的重量配比是：Lewis酸2. 5~5份，檸檬酸0. 5~1 份，硫酸鎂〇~1份。
[0015] 優(yōu)選的，所述Lewis酸是由+2價(jià)和+3價(jià)金屬離子組成的。
[0016] 優(yōu)選的，所述檸檬酸為結(jié)晶水檸檬酸，其化學(xué)式為2C6H80 7. H20。
[0017] 有益效果：本發(fā)明的煤礦中防止煤炭自燃的新型煤礦防火堵漏膠體材料，比現(xiàn)有 技術(shù)的凝膠阻化劑有如下明顯的優(yōu)越性：
[0018] 1.工藝簡單，無需將基料和膠凝劑分別稀釋再混合，降低施工強(qiáng)度和材料浪費(fèi)；
[0019] 2.形成的膠體材料既可以呈漿狀，具有良好的流動性，又能成塊狀，封堵快捷； [0020] 3.對松散煤體進(jìn)行化學(xué)吸附，抑制煤氧反應(yīng)過程中自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，起到良好的 阻化效果；
[0021] 4.其保水率在86. 6%以上，固水時(shí)間長；
[0022] 5.成膠時(shí)間IOs~30min，可控范圍廣；
[0023] 6.無毒、無味，不污染井下環(huán)境；
[0024] 7.價(jià)格遠(yuǎn)低于高分子材料，具有明顯的市場優(yōu)勢。
【具體實(shí)施方式】 [0025] 實(shí)施例1 :
[0026] 一種新型煤礦防火堵漏膠體材料，其特征在于，該新型煤礦防火堵漏膠體材料由 基料和膠凝劑組成，基料為硅酸鈉粉末，膠凝劑采用+2價(jià)和+3價(jià)金屬離子組成的Lewis 酸、檸檬酸、硫酸鎂，將所有組分混合后加水。
[0027] 基料和膠凝劑的重量配比為：基料為14份，膠凝劑為5份，余量為水。
[0028] 基料中各組分的重量是：硅酸鈉粉末14份。
[0029] 膠凝劑中各組份的重量是：Lewis酸4份、檸檬酸1份。
[0030] 實(shí)施例2 :
[0031] 一種新型煤礦防火堵漏膠體材料，其特征在于，該新型煤礦防火堵漏膠體材料由 基料和膠凝劑組成，基料為硅酸鉀粉末，膠凝劑采用+2價(jià)和+3價(jià)金屬離子組成的Lewis 酸、檸檬酸，將所有組分混合后加水。
[0032] 基料和膠凝劑的重量配比為：基料為13份，膠凝劑為4份，余量為水。
[0033] 基料中各組分的重量是：硅酸鉀粉末12份，陰離子聚丙烯酰胺1份。
[0034] 膠凝劑中各組份的重量是：Lewis酸2份、檸檬酸1份、硫酸鎂1份。
[0035] 實(shí)施例3 :
[0036] 一種新型煤礦防火堵漏膠體材料，其特征在于，該新型煤礦防火堵漏膠體材料由 基料和膠凝劑組成，基料為硅酸鈉粉末，膠凝劑采用+2價(jià)和+3價(jià)金屬離子組成的Lewis 酸、檸檬酸，將所有組分混合后加水。
[0037] 基料和膠凝劑的重量配比為：基料為12份，膠凝劑為3份，余量為水。
[0038] 基料中各組分的重量是：硅酸鈉粉末12份。
[0039] 膠凝劑中各組份的重量是：Lewis酸2份、檸檬酸1份。
[0040] 經(jīng)過以上工藝處理后，分別對樣品進(jìn)行檢測，測量結(jié)果如下：
[0041]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種新型煤礦防火堵漏膠體材料，其特征在于，該新型煤礦防火堵漏膠體材料由基 料和膠凝劑組成，其中，基料的成分為硅酸鈉粉末或硅酸鉀粉末和陰離子聚丙烯酰胺，膠凝 劑的成分為Lewis酸、檸檬酸、硫酸鎂，所有組分不用分類，直接混合加水，也可將基料和膠 凝劑分開加水混合后總和在一起。
2. 按照權(quán)利要求1所述的新型煤礦防火堵漏膠體材料，其特征在于：所述基料和膠凝 劑的重量配比為：基料為7~15份，膠凝劑為3~7份，余量為水。
3. 按照權(quán)利要求1所述的新型煤礦防火堵漏膠體材料，其特征在于：所述基料中各組 分的重量配比是：硅酸鈉粉末或硅酸鉀粉末7~14份，陰離子聚丙烯酰胺O~1份。
4. 按照權(quán)利要求1所述的新型煤礦防火堵漏膠體材料，其特征在于：所述膠凝劑中各 組分的重量配比是：Lewis酸2. 5~5份，檸檬酸0. 5~1份，硫酸鎂O~1份。
5. 按照權(quán)利要求1或4所述的Lewis酸，其特征在于：所述Lewis酸是由+2價(jià)和+3價(jià) 金屬離子組成的。
6. 按照權(quán)利要求1或4所述的檸檬酸，其特征在于：所述檸檬酸為結(jié)晶水檸檬酸，其化 學(xué)式為 2C6H807. H20。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型煤礦防火堵漏膠體材料，涉及防火材料領(lǐng)域，該材料由基料和膠凝劑組成，最大的優(yōu)點(diǎn)是只需把復(fù)合材料加水即可成膠，無需將硅酸鈉粉末和其它材料分別稀釋后再混合，工藝及其簡單，價(jià)格低廉。該材料可對松散煤體進(jìn)行化學(xué)吸附，抑制煤氧反應(yīng)過程中自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，起到良好的阻化效果，形成的凝膠漿狀具有一定的粘度，能起到堵漏作用，保水率在86.6％以上，不污染井下環(huán)境，具有明顯的市場竟?fàn)巸?yōu)勢。
【IPC分類】C04B28-26
【公開號】CN104803652
【申請?zhí)枴緾N201510020158
【發(fā)明人】賈博宇
【申請人】賈博宇
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年1月12日