一种防治煤自燃的阻化泡沫材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于煤矿井下煤自燃治理技术领域，特别涉及防治煤自燃的阻化泡沫材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在煤矿开采过程中，有自燃倾向性的煤层被破碎后与空气接触，在常温下发生氧化，产生热量使其温度升高，如果不能及时治理则会导致煤体自燃。煤的自燃一直威胁着煤炭生产和储存的安全，不仅致使煤炭资源损失，甚至会引发矿井瓦斯爆炸或井下火灾，造成人员伤亡和巨大财产损失。我国煤化程度低的煤种较多，矿井下煤自燃火灾发生的概率较大，所以矿井煤体自燃的防治工作非常重要。
[0003]阻化泡沫材料防治煤自燃技术是利用携带和悬浮能力较强的泡沫作为载体，把阻化剂输送到待处理区域，含有阻化剂的泡沫会包围煤体和煤体的裂隙面，起到保湿吸热，隔绝氧气的作用，从而降低煤在低温时的氧化速度，延长煤的自燃发火期。阻化泡沫材料防治煤自燃技术与灌浆防治煤自燃技术和胶体材料防治煤自燃技术相比物料消耗少，工艺实施简单方便，没有溃浆、跑浆等安全隐患，流动性好能均匀的覆盖煤体面，防治煤自燃的效果更加明显。现有的阻化泡沫材料种类较多，但依旧存在一些不足之处。例如申请号为200910116090.X的专利公开了一种由化学阻化剂和物理阻化剂共同组成的复合阻化泡沫材料，这种复合阻化泡沫材料流动性好，应用时能较均匀的覆盖煤体面，对煤体的阻化效率较高，可以达到长时间防治煤自燃的效果，但是这种阻化泡沫材料中含有氧化剂，存在一定安全隐患。所以，目前存在的防治煤自燃阻化泡沫材料还需完善才能满足矿井防治煤自燃的要求。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种防治煤自燃的阻化泡沫材料及其制备方法。本发明的一种防治煤自燃的阻化泡沫材料通过发泡后，以泡沫为载体可以很好地将目标阻化剂和增强剂输送到复杂的处理区域，产生的阻化泡沫对煤体自燃起到了多重隔氧阻化的作用，达到防治煤自燃的目的。
[0005]本发明的一种防治煤自燃的阻化泡沫材料，其特征在于含有质量百分比0.5-10%的发泡剂、0.2-3%的助泡剂、0.02-0.5%的增稠剂、0.5-5%的阻化剂、2.5-15%的增强剂、66.5-96.28%的水。本发明的一种防治煤自燃的阻化泡沫材料的制备方法，其特征在于按质量百分比将0.5-10%的发泡剂、0.2-3%的助泡剂、0.02-0.5%的增稠剂、0.5_5%的阻化剂、2.5-15%的增强剂、66.5-96.28%的水混合搅拌均匀，即得到本发明的一种防治煤自燃的阻化泡沫材料。
[0006]所述的发泡剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、烷基糖苷、脂肪酸甲酯磺酸盐、SS-161、GNS、α-烯基磺酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾中的一种或多种；
[0007]所述的助泡剂选自十二烷基二甲基氧化胺、椰油酰胺丙基甜菜碱中的一种或多种；
[0008]所述的增稠剂选自聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、羧甲基淀粉中的一种或多种；
[0009]所述的阻化剂选自氯化钙、氯化镁、氯化钠中的一种或多种；
[0010]所述的增强剂选自膨润土、蒙脱土、粉煤灰、高岭土中的一种或多种。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0012]1、所述的一种防治煤自燃的阻化泡沫材料产生的泡沫可以在煤体表面形成致密覆盖层，隔绝氧气，形成第一层防护层；泡沫中的水分可润湿煤体，吸收热量，减少煤的热量积聚，形成第二层防护层；泡沫破裂后增强剂被释放出覆盖在煤体面，隔绝氧气，形成第三层防护层；泡沫破裂后阻化剂也被释放出来，吸收空气中的水分形成液膜包围在煤体面，隔氧吸热，形成第四层防护层。
[0013]2、所述的一种防治煤自燃的阻化泡沫材料延长了有效防治煤自燃的时间，增加了防治煤自燃的效率，降低煤自燃发火的概率，达到防治煤自燃的目的。
[0014]3、所述的一种防治煤自燃的阻化泡沫材料减少了用土量，成本低，使用方便，施工工艺简单，且无毒无腐蚀性，不会损害工人的健康和煤的结构。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
[0016]实施例1:
[0017]按质量百分比将占体系总质量0.5%的脂肪酸甲酯磺酸盐、0.2%的椰油酰胺丙基甜菜碱、0.02%的聚丙烯酰胺、0.5%的氯化钙、2.5%的蒙脱土、96.28%的水加入搅拌器中，充分搅拌混合至均匀，即得到本发明的一种防治煤自燃的阻化泡沫材料。
[0018]实施例2:
[0019]按质量百分比将占体系总质量5.25%的脂肪酸甲酯磺酸盐、1.6%的椰油酰胺丙基甜菜碱、0.03%的聚丙烯酰胺、2.75%的氯化钙、8.75%的蒙脱土、81.62%的水加入搅拌器中，充分搅拌混合至均匀，即得到本发明的一种防治煤自燃的阻化泡沫材料。
[0020]实施例3:
[0021]按质量百分比将占体系总质量10%的脂肪酸甲酯磺酸盐、3%的椰油酰胺丙基甜菜碱、0.5%的聚丙烯酰胺、5%的氯化钙、15%的蒙脱土、66.5%的水加入搅拌器中，充分搅拌混合至均匀，即得到本发明的一种防治煤自燃的阻化泡沫材料。
[0022]如果上述实施例中的脂肪酸甲酯磺酸盐替换为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、烷基糖苷、脂肪酸甲酯磺酸盐、SS-161、GNS、α-烯基磺酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾中的一种或多种，将椰油酰胺丙基甜菜碱替换为十二烷基二甲基氧化胺、椰油酰胺丙基甜菜碱中的一种或多种，将聚丙烯酰胺替换为聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、羧甲基淀粉中的一种或多种，将氯化钙替换为氯化钙、氯化镁、氯化钠中的一种或多种，将蒙脱土替换为膨润土、蒙脱土、粉煤灰、高岭土中的一种或多种，也可得到与上述所替换实施例相似性能的一种防治煤自燃的阻化泡沫材料。实施例4:
[0023]按质量百分比将占体系总质量2.5%的脂肪酸甲酯磺酸盐、1.5%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、1.25%的α -烯基磺酸钠、0.8%的椰油酰胺丙基甜菜碱、0.8%的十二烷基二甲基氧化胺、0.03%的聚丙烯酰胺、I %的氯化钙、I %的氯化镁、0.75 %的氯化钠、3 %的高岭土、3 %的蒙脱土、1.5 %的膨润土、1.25 %的粉煤灰、81.62 %的水加入搅拌器中，充分搅拌混合至均匀，即得到本发明的一种防治煤自燃的阻化泡沫材料。
【主权项】
1.一种防治煤自燃的阻化泡沫材料，其特征在于:一种防治煤自燃的阻化泡沫材料由0.5-10%的发泡剂、0.2-3%的助泡剂、0.02-0.5%的增稠剂、0.5_5%的阻化剂、2.5-15%的增强剂及66.5-96.28%的水按质量百分比混合搅拌配制而成。
2.权利要求1所述的一种防治煤自燃的阻化泡沫材料的制备方法，其特征在于按质量百分比将0.5-10%的发泡剂、0.2-3%的助泡剂、0.02-0.5%的增稠剂、0.5_5%的阻化剂、2.5-15%的增强剂、66.5-96.28%的水混合搅拌均匀，即得到本发明的一种防治煤自燃的阻化泡沫材料。
3.权利要求1所述的一种防治煤自燃的阻化泡沫材料或权利要求2所述的制备方法，特征在于所述的发泡剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、烷基糖苷、脂肪酸甲酯磺酸盐、SS-161、GNS、α-烯基磺酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾中的一种或多种； 所述的助泡剂选自十二烷基二甲基氧化胺、椰油酰胺丙基甜菜碱中的一种或多种； 所述的增稠剂选自聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、羧甲基淀粉中的一种或多种； 所述的阻化剂选自氯化钙、氯化镁、氯化钠中的一种或多种； 所述的增强剂选自膨润土、蒙脱土、粉煤灰、高岭土中的一种或多种。
【专利摘要】本发明公开了一种防治煤自燃的阻化泡沫材料及其制备方法。本发明的一种防治煤自燃的阻化泡沫材料属于煤矿井下煤自燃治理技术领域，其特征是由0.5-10％的发泡剂、0.2-3％的助泡剂、0.02-0.5％的增稠剂、0.5-5％的阻化剂、2.5-15％的增强剂及66.5-96.28％的水按质量百分比组成。本发明的一种防治煤自燃的阻化泡沫材料通过发泡后，以泡沫为载体可以很好地将目标阻化剂和增强剂输送到复杂的处理区域，产生的阻化泡沫对煤体自燃起到了多重隔氧阻化的作用，达到防治煤自燃的目的。
【IPC分类】E21F5-06
【公开号】CN104747228
【申请号】CN201510159063
【发明人】聂士斌, 周灿, 方诗娴, 王德义, 李本侠, 高飞
【申请人】安徽理工大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月3日