一种煤矿井下防灭火材料及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤矿井下防灭火材料及其使用方法。
【背景技术】
[0002]煤层开采的一个重要制约因素是煤体自燃，其所引起的矿井火灾严重影响煤矿正常生产。首先，煤体自燃过程中，会产生大量CO，能使人中毒致死，严重影响着煤矿生产安全；其次，煤体自燃较为严重时，会造成采煤工作面停产，严重影响煤矿生产效率；再次，煤体自燃非常严重时，在采煤工作面将形成大面积火区，采煤工作面将不得不封闭，大量设备无法撤移，只能遗留在火区，煤矿将遭受严重经济损失。
[0003]中国从20世纪50年代起在煤矿推广灌浆防灭火技术。由于中国煤矿分布地域广，不同区域存在不同的地理气候条件，开拓开采条件各不相同，造成防灭火系统和各种防灭火材料应用条件存在较大差异。北方地区缺水且冬季气候严寒，地面灌浆系统在冬春季节无法使用。西北地区黄土资源丰富，开采煤层多为急倾斜煤层，存在将黄泥作为大量灌浆材料的有利条件，但黄泥容易沉淀堵塞管路。山东、江苏和安徽地区，土地资源紧张，贵州地区土源稀少，限制黄泥作为大范围预防性灌浆的推广。
[0004]90年代以后主要集中在原有防灭火技术装备性能提升以及新型防灭火材料研制等方面。应用较为广泛的防灭火材料是碳酸氢铵和水玻璃混合制成的碳铵凝胶，用于井下煤巷冒顶和煤柱自燃治理。由于碳铵凝胶在高温时会分解出氨气，有明显的氨味，污染井下环境，而且，更为重要的是，碳铵凝胶的分解将极大的影响其流动性，保水、降温等性能，进而严重影响防灭火效果，因此，碳铵凝胶在煤矿井下防灭火作业中的应用效果并不理想。
[0005]综上所述，现有技术中没有一种强流动性，且覆盖、充填、保水和降温等性能优良的防灭火材料。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种煤矿井下防灭火材料，具有高流动性，十分适应煤矿井下长距离输送作业，并且具有极强的保水性、降温性和覆盖性，对井下煤体自燃的扑灭效果十分理雄
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[0007]本发明采用的技术方案如下:
[0008]—种煤矿井下防灭火材料，成分含有水玻璃、偏招酸钠和水，水玻璃占2-3.5份(重量)，偏铝酸钠占1.5-2.5份，水占95-96份(重量)。
[0009]在上述煤矿井下防灭火材料中，水玻璃占2.5-3.5份(重量)，偏铝酸钠占
1.5-2.5份(重量)，水占95-96份(重量)。
[0010]在上述煤矿井下防灭火材料中，水玻璃占2.7份(重量)，偏铝酸钠占1.5-2.3份(重量)，水占95-95.8份(重量)。
[0011]在上述煤矿井下防灭火材料中，水玻璃占2.7份(重量)，偏铝酸钠占2.2份(重量)，水占95.1份(重量)。
[0012]—种煤矿井下防灭火方法，使用上述煤矿井下防灭火材料进行防灭火，包括如下步骤:
[0013](a)在矿井地面设置水玻璃溶液配制站和偏铝酸钠溶液配制站，在矿井井下已发生自燃或存在自燃隐患区域临近巷道内，安设偏铝酸钠凝胶配制站，将所述水玻璃溶液配制站和所述偏铝酸钠溶液配制站分别通过第一输送管路和第二输送管路与所述偏铝酸钠凝胶配制站连接，在所述第一输送管路安装第一控制阀和水玻璃输送栗，在所述第二输送管路上安装偏铝酸钠溶液输送栗和第二控制阀，所述第一控制阀和第二控制阀为关闭状态；
[0014](b)从安设所述偏铝酸钠凝胶配制站的位置，在隔离煤柱内向所述已发生自燃或存在自燃隐患区域打钻，根据区域面积大小打出若干钻孔，通过第三输送管路与分流阀进行连接，并将所述分流器与所述偏铝酸钠凝胶配制站进行连接，在所述第三输送管路上，对应每一个所述钻孔安装一个控制阀门，所述控制阀门为关闭状态；
[0015](c)通过所述水玻璃溶液配制站配制出水玻璃溶液，水玻璃占2-3.5份(重量)，水占60-69份(重量)，通过所述偏铝酸钠溶液配制站(2)配制出偏铝酸钠溶液，其中，偏铝酸钠占1.5-2.5份(重量)；
[0016](d)打开所述第一控制阀，通过所述水玻璃溶液输送栗将一定量的所述水玻璃溶液经第一输送管路输送至所述偏铝酸钠凝胶配制站，同时打开所述第二控制阀，通过所述偏铝酸钠溶液输送栗将一定量的所述偏铝酸钠溶液经所述第二输送管路输送至所述偏铝酸钠凝胶配制站，与所述水玻璃溶液混合，搅拌均匀，形成偏铝酸钠凝胶，所述偏铝酸钠凝胶中，水玻璃占2-3.5份(重量)，偏铝酸钠占1.5-2.5份(重量)，水占95-96份(重量)；
[0017](e)打开全部所述控制阀门，使所述偏铝酸钠凝胶通过所述分流器，第三输送管路和所述钻孔进入到已发生自燃或存在自燃隐患区域，进行防灭火作业；
[0018](f)对所述已发生自燃或存在自燃隐患区域进行监测，待确认煤体自燃已经扑灭，或隐患已经消除，关闭全部所述控制阀门，关闭所述第一控制阀和第二控制阀，结束防灭火作业。
[0019]在上述煤矿井下防灭火方法中，通过所述水玻璃溶液配制站配制出水玻璃溶液，水玻璃占2-3份(重量)，水占68份(重量)，通过所述偏铝酸钠溶液配制站配制出偏铝酸钠溶液，其中，偏铝酸钠占L 5-2.5份(重量)，水占27-28份(重量)。
[0020]在上述煤矿井下防灭火方法中，通过所述水玻璃溶液配制站配制出水玻璃溶液，水玻璃占2.7份(重量)，水占68份(重量)，通过所述偏铝酸钠溶液配制站配制出偏铝酸钠溶液，偏铝酸钠占2.2份(重量)，水占27.1份(重量)。
[0021]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0022]①本发明提供的煤矿井下防灭火材料，由于成分包含有水玻璃、偏铝酸钠和水，其中，水玻璃占2-3.5份(重量)，偏铝酸钠占1.5-2.5份，水占95-96份(重量)，使其具备了流动性和保水性兼具的性能，并且成本低廉，因此，本发明能够有效改善煤矿井下防灭火作业效果，极大的保证煤矿生产安全。
[0023]②本发明提供的煤矿井下防灭火材料，在水玻璃占2.5-3.5份(重量)，偏铝酸钠占1.5-2.5份(重量)，水占95-96份(重量)情况下，其流动性和保水性对于煤矿井下防灭火作业而言，在保证足够流动性的情况下，保水性得到明显提升。
[0024]③本发明提供的煤矿井下防灭火材料，在水玻璃占2.7份(重量)，偏铝酸钠占2.2份(重量)，水占95.1份(重量)情况下，其流动性和保水性对于煤矿井下防灭火作业而言，在保证足够流动性的情况下，保水性获得最优状态，防灭火效果最优。
[0025]④本发明提供的煤矿井下防灭火方法，由于是在地面分别配制水玻璃、偏铝酸钠溶液，临近防灭火作业区域进行混合，形成最终的防灭火材料，因此，本发明能够有效的提高防灭火材料的保水性，有效保证防灭火作业效果，有效保证煤矿生产安全。
【附图说明】
[0026]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0027]图1是本发明煤矿井下防灭火材方法实施布置示意图；
[0028]图中附图标记表示为:1-水玻璃溶液配制站，2-偏铝酸钠溶液配制站，，3-偏铝酸钠凝胶配制站，4-第一输送管路，5-第二输送管路，6-第一控制阀，7-水玻璃输送栗，8-第二控制阀，9-偏铝酸钠溶液输送栗，10-隔离煤柱，11-钻孔，12-第三输送管路，13-分流阀，14-控制阀门。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0030]实施例一
[0031]所述煤矿井下防灭火材料，成分含有水玻璃、偏铝酸钠和水，水玻璃占2-3.5份(重量)，偏铝酸钠占1.5-2.5份，水占95-96份(重量)。
[0032]所述煤矿井下防灭火方法，使用上述煤矿井下防灭火材料进行防灭火，包括如下步骤:
[0033](a)在矿井地面，设置水玻璃溶液配制站I和偏铝酸钠溶液配制站2，在矿井下面已发生自燃或存在自燃隐患区域临近巷道内，安设偏铝酸钠凝胶配制站3，将所述水玻璃溶液配制站I和所述偏铝酸钠溶液配制站2分别通过第一输送管路4和第二输送管路5与所述偏铝酸钠凝胶配制站3连接，在所述第一输送管路4上安装第一控制阀6和水玻璃输送栗7，在所述第二输送管路5上安装第二控制阀8和偏铝酸钠溶液输送栗9，所述第一控制阀6和第二控制阀8为关闭状态；
[0034](b)从安设所述偏铝酸钠凝胶配制站3的位置，在隔离煤柱10内向所述已发生自燃或存在自燃隐患区域打钻，根据区域面积大小打出若干钻孔11，通过第三输送管路12与分流阀13进行连接，并将所述分流器13与所述偏铝酸钠凝胶配制站3进行连接，在所述第三输送管路12上，对应每一个所述钻孔11安装一个控制阀门14，所述控制阀门14为关闭状态；
[0035](c)通过所述水玻璃溶液配制站I配制出水玻璃溶液，水玻璃占2-3.5份(重量)，水占60-69份(重量)，通过所述偏铝酸钠溶液配制站2配制出偏铝酸钠溶液，其中，偏铝酸钠占1.5-2.5份(重量)；
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