專利名稱：礦用防滅火充填固化泡沫的制作方法
技術領域：
本發明涉及煤礦井下防止煤炭自燃、撲滅火災的充填介質技術領域，特別是一種礦用防滅火充填固化泡沫。
背景技術：
傳統的充填介質有黃泥漿、河砂、粉煤灰、膨潤土、煤干石粉、尾礦等，多以地面灌漿系統向井下輸送，輸送介質為水。該充填介質盡管較經濟，但充填效果不完全理想，無法實現充填的氣密性，水分流失后仍有空洞或空隙存在；不適宜上山區域的注漿充填，水分流失會導致下山區域的水淹災害；九十年代我國相繼研究出凝膠、有機合成充填物、高水速凝固結料等。凝膠是一種膠狀保濕材料，它由水玻璃水溶液與硫酸鋁(或碳酸氫氨)水溶液合成制得，噴灑浮煤表面、壓注煤層裂隙后可在一定時期內(一般30天左右)保持不收縮(煤礦井下潮濕環境下)具有一定密封隔氧作用，可在一定時期內(一般60天左右)能使所覆蓋煤炭不被氧化。但在這個時期以后由于其水分逐漸揮發流失，自身體積的縮小而重又出現漏風縫隙，因此該材料的防滅火作用比較有限，僅適用于漏風縫隙，不適用空峒充填，而且使用碳酸氫氨生產的凝膠氨味很大，對人體有刺激。凝膠生產成本一般在佰圓以上；典型的有機合成充填物是聚氨脂泡沫。該泡沫具有氣密性好、強度好(低倍數時，但價格十分昂貴)、發泡設備輕小等優點，但價格昂貴(1000Yua/m3以上)、發泡倍數不易控制、高倍數時易風化、設備管路易堵、管路清洗困難、有毒有味等缺點，因此未能廣泛推廣使用；高水速凝固結料是九十年代從英國引進的技術，它由充填物甲料和固結物乙料混合而成。使用時先分別將甲料和乙料與水混漿(最大水灰比可達2.5∶1)，然后將兩種漿液混合并注入充填地點，30分鐘后便可固化，并可形成比較理想的強度。它的最大優點是工藝簡單，混漿過程介質不凝固、不沉淀，凝固速度快，強度比較好。它的生產成本一般在佰圓以上(與凝膠相當)，礦山多用此進行采空區充填和地質堵漏壓注充填，九十年代煤礦有所使用，后因成本太高大面積充填無法承受而逐漸減少使用(盡管普遍承認它的使用效果和工藝性)，目前只有一些冶金礦和油田在使用；防滅火效果方面，在上述介質當中，除了聚氨脂泡沫以外均屬于水混合實體物料二維充填介質，充填時只能沿充填地點表面和密閉的縫隙內流動，無法充填上山采空區和煤巷頂板冒落空峒。如向上山采空區充填這樣的水合介質，水分流失后不僅會回淹下山工作面，上山采空區依然會存在大量空峒；即使是向縫隙中壓注這樣的介質，水分流失后縫隙仍然存在，火災險情依舊；防滅火成本方面。充填這些介質往往需要設置地面灌漿系統，設備投資較大，輸送管線復雜而漫長，敷設管線鉆孔成本較高，一套灌漿系統往往需要上千萬圓投資。對于在井下設置局部灌漿系統和移動式注漿站時，則需將充填物料運送到充填現場，對于象采空區這樣的較大空間充填其物料運輸量十分巨大，而且井下巷道空間有限無法堆放太多，防滅火作業環境方面。向空洞和縫隙中壓注河砂、粉煤灰等介質往往需要數十兆帕工作壓力，不僅設備功率大，而且作業現場機具危險，一旦巷幫鼓開將造成人員傷亡。由于是水合介質，水分流失時大量的水將流往下層工作面或相鄰作業現場造成水患；只有高水速凝固結料和聚氨脂泡沫能夠克服如上缺點。但高水速凝固結料仍屬于實體物料充填(盡管能以水的體積固結但體積增加不大)，固結速度不能滿足巷頂冒落空峒充填要求而不適宜高頂空峒充填，而且成本高無法推廣使用。聚氨脂泡沫的氣密性是防滅火堵漏風極佳的密閉材料，但它不具有巷頂支護性能，尤其是成本太高，不適宜較大空間充填，推廣使用范圍十分有限。
發明內容
本發明的目的是提供一種質輕(發泡倍數最高可達25倍)、速凝、不脫水、具有巷頂支護功能的礦用防滅火充填固化泡沫。
本發明是這樣實現的，特征是所含成份的重量配比為；高水速凝固結料甲料49.90％±10％；高水速凝固結料乙料49.90％±10％；12烷基硫酸鈉 ≥0.20％。
本發明的優點是綜合了高水速凝固結料和聚氨脂泡沫的優點，克服了兩者的缺點及前述水合實體充填物料的缺點，實現了質輕(發泡倍數最高可達25倍)、速凝、不脫水、具有巷頂支護功能(發泡倍數10倍以下時)、低成本，可對巷道頂板冒落空峒、采空區等較大空間充填，也可對漏風縫隙進行堵漏風壓注充填。
具體實施例方式
實施例1取高水速凝固結料甲料6Kg、高水速凝固結料乙料6Kg、12烷基硫酸鈉30g，將高水速凝固結料甲料與12烷基硫酸鈉混合為礦用防滅火充填固化泡沫料A料，將高水速凝固結料乙料作為礦用防滅火充填固化泡沫料B料，使用礦用防滅火充填綜合注漿裝置的泥漿充填車和固化泡沫充填車(采用機械與化學混合發泡的原理)進行發泡充填，將A料置于A料斗內并在混漿槽A內與水以水灰比1.8∶1的比例混漿，而后在混氣槽內與空氣或惰性氣體混合(充氣量視發泡倍數而定)成為泡沫體；將B料置于B料斗內并在混漿槽B內與水以水灰比1.8∶1的比例混漿，而后與A料泡沫體混合成為礦用防滅火充填固化泡沫。
實施例2取高水速凝固結料甲料6Kg、高水速凝固結料乙料6Kg、12烷基硫酸鈉24g，將高水速凝固結料甲料與12烷基硫酸鈉混合為礦用防滅火充填固化泡沫料A料，將高水速凝固結料乙料作為礦用防滅火充填固化泡沫料B料，使用礦用防滅火充填綜合注漿裝置的泥漿充填車和固化泡沫充填車(采用機械與化學混合發泡的原理)進行發泡充填，將A料置于A料斗內并在混漿槽A內與水以水灰比1.5∶1的比例混漿，而后在混氣槽內與空氣或惰性氣體混合(充氣量視發泡倍數而定)成為泡沫體；將B料置于B料斗內并在混漿槽B內與水以水灰比1.5∶1的比例混漿，而后與A料泡沫體混合成為礦用防滅火充填固化泡沫。
實施3取高水速凝固結料甲料6Kg、高水速凝固結料乙料6Kg、12烷基硫酸鈉18g，將高水速凝固結料甲料與12烷基硫酸鈉混合為礦用防滅火充填固化泡沫料A料，將高水速凝固結料乙料作為礦用防滅火充填固化泡沫料B料，使用礦用防滅火充填綜合注漿裝置的泥漿充填車和固化泡沫充填車(采用機械與化學混合發泡的原理)進行發泡充填，將A料置于A料斗內并在混漿槽A內與水以水灰比1.8∶1的比例混漿成為漿液A，而后在混氣槽內與空氣或惰性氣體混合(充氣量視發泡倍數而定)成為泡沫體；將B料置于B料斗內并在混漿槽B內與水以水灰比1.5∶1的比例混漿，而后與A料泡沫體混合成為礦用防滅火充填固化泡沫；其中所述的高水速凝固結料甲料的主要成分為SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、SO3，高水速凝固結料乙料的主要成分為CaO、SO。
權利要求
1.一種礦用防滅火充填固化泡沫，其特征是所含成份的重量配比為；高水速凝固結料甲料49.90％±10％；高水速凝固結料乙料49.90％±10％；12烷基硫酸鈉 ≥0.20％。
2.根椐權利要求1所述的礦用防滅火充填固化泡沫，其特征是所述高水速凝固結料甲料的主要成分為SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、SO3，高水速凝固結料乙料的主要成分為CaO、SO。
全文摘要
一種礦用防滅火充填固化泡沫，特征是所含成分的重量配比為；高水速凝固結料甲料49.90％±10％；高水速凝固結料乙料49.90％±10％；十二烷基硫酸鈉≥0.20％，本發明的優點是綜合了高水速凝固結料和聚氨酯泡沫的優點，克服了兩者的缺點及前述水合實體充填物料的缺點，實現了質輕(發泡倍數最高可達25倍)、速凝、不脫水、具有巷頂支護功能(發泡倍數10倍以下時)、低成本，可對巷道頂板冒落空峒、采空區等較大空間充填，也可對漏風縫隙進行堵漏風壓注充填。
文檔編號A62D1/00GK1569288SQ20041002052
公開日2005年1月26日 申請日期2004年5月11日 優先權日2004年5月11日
發明者張西捷, 楊海 申請人:楊海