一種防治煤自燃的阻化泡沫材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤礦井下煤自燃治理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及防治煤自燃的阻化泡沫材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，有自燃傾向性的煤層被破碎后與空氣接觸，在常溫下發(fā)生氧化，產(chǎn)生熱量使其溫度升高，如果不能及時(shí)治理則會(huì)導(dǎo)致煤體自燃。煤的自燃一直威脅著煤炭生產(chǎn)和儲(chǔ)存的安全，不僅致使煤炭資源損失，甚至?xí)l(fā)礦井瓦斯爆炸或井下火災(zāi)，造成人員傷亡和巨大財(cái)產(chǎn)損失。我國(guó)煤化程度低的煤種較多，礦井下煤自燃火災(zāi)發(fā)生的概率較大，所以礦井煤體自燃的防治工作非常重要。
[0003]阻化泡沫材料防治煤自燃技術(shù)是利用攜帶和懸浮能力較強(qiáng)的泡沫作為載體，把阻化劑輸送到待處理區(qū)域，含有阻化劑的泡沫會(huì)包圍煤體和煤體的裂隙面，起到保濕吸熱，隔絕氧氣的作用，從而降低煤在低溫時(shí)的氧化速度，延長(zhǎng)煤的自燃發(fā)火期。阻化泡沫材料防治煤自燃技術(shù)與灌漿防治煤自燃技術(shù)和膠體材料防治煤自燃技術(shù)相比物料消耗少，工藝實(shí)施簡(jiǎn)單方便，沒(méi)有潰漿、跑漿等安全隱患，流動(dòng)性好能均勻的覆蓋煤體面，防治煤自燃的效果更加明顯。現(xiàn)有的阻化泡沫材料種類(lèi)較多，但依舊存在一些不足之處。例如申請(qǐng)?zhí)枮?00910116090.X的專(zhuān)利公開(kāi)了一種由化學(xué)阻化劑和物理阻化劑共同組成的復(fù)合阻化泡沫材料，這種復(fù)合阻化泡沫材料流動(dòng)性好，應(yīng)用時(shí)能較均勻的覆蓋煤體面，對(duì)煤體的阻化效率較高，可以達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間防治煤自燃的效果，但是這種阻化泡沫材料中含有氧化劑，存在一定安全隱患。所以，目前存在的防治煤自燃阻化泡沫材料還需完善才能滿(mǎn)足礦井防治煤自燃的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種防治煤自燃的阻化泡沫材料及其制備方法。本發(fā)明的一種防治煤自燃的阻化泡沫材料通過(guò)發(fā)泡后，以泡沫為載體可以很好地將目標(biāo)阻化劑和增強(qiáng)劑輸送到復(fù)雜的處理區(qū)域，產(chǎn)生的阻化泡沫對(duì)煤體自燃起到了多重隔氧阻化的作用，達(dá)到防治煤自燃的目的。
[0005]本發(fā)明的一種防治煤自燃的阻化泡沫材料，其特征在于含有質(zhì)量百分比0.5-10%的發(fā)泡劑、0.2-3%的助泡劑、0.02-0.5%的增稠劑、0.5-5%的阻化劑、2.5-15%的增強(qiáng)劑、66.5-96.28%的水。本發(fā)明的一種防治煤自燃的阻化泡沫材料的制備方法，其特征在于按質(zhì)量百分比將0.5-10%的發(fā)泡劑、0.2-3%的助泡劑、0.02-0.5%的增稠劑、0.5_5%的阻化劑、2.5-15%的增強(qiáng)劑、66.5-96.28%的水混合攪拌均勻，即得到本發(fā)明的一種防治煤自燃的阻化泡沫材料。
[0006]所述的發(fā)泡劑選自脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、烷基糖苷、脂肪酸甲酯磺酸鹽、SS-161、GNS、α-烯基磺酸鈉、月桂醇醚磷酸酯鉀中的一種或多種；
[0007]所述的助泡劑選自十二烷基二甲基氧化胺、椰油酰胺丙基甜菜堿中的一種或多種；
[0008]所述的增稠劑選自聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素、羧甲基淀粉中的一種或多種；
[0009]所述的阻化劑選自氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉中的一種或多種；
[0010]所述的增強(qiáng)劑選自膨潤(rùn)土、蒙脫土、粉煤灰、高嶺土中的一種或多種。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0012]1、所述的一種防治煤自燃的阻化泡沫材料產(chǎn)生的泡沫可以在煤體表面形成致密覆蓋層，隔絕氧氣，形成第一層防護(hù)層；泡沫中的水分可潤(rùn)濕煤體，吸收熱量，減少煤的熱量積聚，形成第二層防護(hù)層；泡沫破裂后增強(qiáng)劑被釋放出覆蓋在煤體面，隔絕氧氣，形成第三層防護(hù)層；泡沫破裂后阻化劑也被釋放出來(lái)，吸收空氣中的水分形成液膜包圍在煤體面，隔氧吸熱，形成第四層防護(hù)層。
[0013]2、所述的一種防治煤自燃的阻化泡沫材料延長(zhǎng)了有效防治煤自燃的時(shí)間，增加了防治煤自燃的效率，降低煤自燃發(fā)火的概率，達(dá)到防治煤自燃的目的。
[0014]3、所述的一種防治煤自燃的阻化泡沫材料減少了用土量，成本低，使用方便，施工工藝簡(jiǎn)單，且無(wú)毒無(wú)腐蝕性，不會(huì)損害工人的健康和煤的結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0016]實(shí)施例1:
[0017]按質(zhì)量百分比將占體系總質(zhì)量0.5%的脂肪酸甲酯磺酸鹽、0.2%的椰油酰胺丙基甜菜堿、0.02%的聚丙烯酰胺、0.5%的氯化鈣、2.5%的蒙脫土、96.28%的水加入攪拌器中，充分?jǐn)嚢杌旌现辆鶆颍吹玫奖景l(fā)明的一種防治煤自燃的阻化泡沫材料。
[0018]實(shí)施例2:
[0019]按質(zhì)量百分比將占體系總質(zhì)量5.25%的脂肪酸甲酯磺酸鹽、1.6%的椰油酰胺丙基甜菜堿、0.03%的聚丙烯酰胺、2.75%的氯化鈣、8.75%的蒙脫土、81.62%的水加入攪拌器中，充分?jǐn)嚢杌旌现辆鶆颍吹玫奖景l(fā)明的一種防治煤自燃的阻化泡沫材料。
[0020]實(shí)施例3:
[0021]按質(zhì)量百分比將占體系總質(zhì)量10%的脂肪酸甲酯磺酸鹽、3%的椰油酰胺丙基甜菜堿、0.5%的聚丙烯酰胺、5%的氯化鈣、15%的蒙脫土、66.5%的水加入攪拌器中，充分?jǐn)嚢杌旌现辆鶆?，即得到本發(fā)明的一種防治煤自燃的阻化泡沫材料。
[0022]如果上述實(shí)施例中的脂肪酸甲酯磺酸鹽替換為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、烷基糖苷、脂肪酸甲酯磺酸鹽、SS-161、GNS、α-烯基磺酸鈉、月桂醇醚磷酸酯鉀中的一種或多種，將椰油酰胺丙基甜菜堿替換為十二烷基二甲基氧化胺、椰油酰胺丙基甜菜堿中的一種或多種，將聚丙烯酰胺替換為聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素、羧甲基淀粉中的一種或多種，將氯化鈣替換為氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉中的一種或多種，將蒙脫土替換為膨潤(rùn)土、蒙脫土、粉煤灰、高嶺土中的一種或多種，也可得到與上述所替換實(shí)施例相似性能的一種防治煤自燃的阻化泡沫材料。實(shí)施例4:
[0023]按質(zhì)量百分比將占體系總質(zhì)量2.5%的脂肪酸甲酯磺酸鹽、1.5%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、1.25%的α -烯基磺酸鈉、0.8%的椰油酰胺丙基甜菜堿、0.8%的十二烷基二甲基氧化胺、0.03%的聚丙烯酰胺、I %的氯化鈣、I %的氯化鎂、0.75 %的氯化鈉、3 %的高嶺土、3 %的蒙脫土、1.5 %的膨潤(rùn)土、1.25 %的粉煤灰、81.62 %的水加入攪拌器中，充分?jǐn)嚢杌旌现辆鶆?，即得到本發(fā)明的一種防治煤自燃的阻化泡沫材料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防治煤自燃的阻化泡沫材料，其特征在于:一種防治煤自燃的阻化泡沫材料由0.5-10%的發(fā)泡劑、0.2-3%的助泡劑、0.02-0.5%的增稠劑、0.5_5%的阻化劑、2.5-15%的增強(qiáng)劑及66.5-96.28%的水按質(zhì)量百分比混合攪拌配制而成。
2.權(quán)利要求1所述的一種防治煤自燃的阻化泡沫材料的制備方法，其特征在于按質(zhì)量百分比將0.5-10%的發(fā)泡劑、0.2-3%的助泡劑、0.02-0.5%的增稠劑、0.5_5%的阻化劑、2.5-15%的增強(qiáng)劑、66.5-96.28%的水混合攪拌均勻，即得到本發(fā)明的一種防治煤自燃的阻化泡沫材料。
3.權(quán)利要求1所述的一種防治煤自燃的阻化泡沫材料或權(quán)利要求2所述的制備方法，特征在于所述的發(fā)泡劑選自脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、烷基糖苷、脂肪酸甲酯磺酸鹽、SS-161、GNS、α-烯基磺酸鈉、月桂醇醚磷酸酯鉀中的一種或多種； 所述的助泡劑選自十二烷基二甲基氧化胺、椰油酰胺丙基甜菜堿中的一種或多種； 所述的增稠劑選自聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素、羧甲基淀粉中的一種或多種； 所述的阻化劑選自氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉中的一種或多種； 所述的增強(qiáng)劑選自膨潤(rùn)土、蒙脫土、粉煤灰、高嶺土中的一種或多種。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種防治煤自燃的阻化泡沫材料及其制備方法。本發(fā)明的一種防治煤自燃的阻化泡沫材料屬于煤礦井下煤自燃治理技術(shù)領(lǐng)域，其特征是由0.5-10％的發(fā)泡劑、0.2-3％的助泡劑、0.02-0.5％的增稠劑、0.5-5％的阻化劑、2.5-15％的增強(qiáng)劑及66.5-96.28％的水按質(zhì)量百分比組成。本發(fā)明的一種防治煤自燃的阻化泡沫材料通過(guò)發(fā)泡后，以泡沫為載體可以很好地將目標(biāo)阻化劑和增強(qiáng)劑輸送到復(fù)雜的處理區(qū)域，產(chǎn)生的阻化泡沫對(duì)煤體自燃起到了多重隔氧阻化的作用，達(dá)到防治煤自燃的目的。
【IPC分類(lèi)】E21F5-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104747228
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510159063
【發(fā)明人】聶士斌, 周燦, 方詩(shī)嫻, 王德義, 李本俠, 高飛
【申請(qǐng)人】安徽理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年4月3日