本技术涉及煤矿灭火材料技术领域,公开了一种新型煤矿井下防火灌浆材料及其制备工艺。该材料主要由魔芋葡甘聚糖、正硅酸乙酯、氯化铝、碳纳米纤维气凝胶、纳米碳化硼、植酸改性贝壳粉、发泡剂、泡沫稳定剂和水组成。具有高粘附性、低热收缩和优异的防火性能。
背景技术
煤矿井下煤炭自燃发火是煤矿五大灾害之一,煤炭自燃主要由于开采中采用的综采放顶煤开采以及瓦斯抽放等技术,导致采空区漏风,或遗留残煤多,容易导致煤层自燃。
目前煤矿防煤炭自燃的主要手段是采用防火材料,主要防火机理是:利用定量添加设备,将材料按一定比例加入水中,使水(或泥浆)稠化,然后用泵(或灌浆系统)压注到松散煤体中,在泵压和重作用下稠化液体渗入到煤体裂隙和微小孔隙中后吸热,使煤体温度降低,堵塞松散煤体的孔隙、裂隙,使氧分子无法渗透到煤体内部,降低煤氧接触几率,使煤体自身的氧化放热性能降低,自燃性下降;或者是覆盖在已经燃烧的煤层的表面,达到隔绝氧气、降温、吸热、阻燃的作用。防火材料主要包括水泥、粉煤灰凝胶材料和高分子凝胶材料,其中水泥、粉煤灰凝胶材料使用时间比较早,且价格低廉、无毒、渗透性好,一直沿用至今,其缺点是使用量大,凝胶时间长,不能向高处堆积,而且流动性差,容易堵塞管道,另外形成凝胶层后容易开裂,因此逐渐产生高分子材料凝胶,其流动性好,成胶时间短。
现有技术中,申请号为CN2012100966770的中国发明专利,公开了一种灌浆用高分子复合胶凝剂,重量百分比如下:10~25%的膨润土,5~20%的纤维素,5~20%的植物胶,10~15%的氢氧化钙,10~25%的无机吸湿剂,0.5~1.5%的无机分散剂,0.5~2%的无机絮凝剂,6~18%的有机絮凝剂,5~15%的碱金属碳酸盐上述高分子凝胶材料水溶性强,流动性好,凝胶速度快,灭火效果好,但煤炭产生自燃,凝胶受到高温烘烤时,凝胶会逐渐失水,产生一定程度的收缩,而逐渐失去防火阻燃效果,因此该凝胶剂的在高温烘烤后期的防火阻燃效果有待提升。
实现思路