CHENG WEIMIN (CN)
WU MINGYUE (CN)
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XUE DI (CN)
CN101767975A | 2010-07-07 | |||
CN107267129A | 2017-10-20 | |||
GB1348684A | 1974-03-20 |
权利要求书 [权利要求 1] 一种防治煤炭自燃的塑性凝胶材料, 其特征在于, 包括水、 交联剂、 增韧剂、 促凝剂、 骨料和水玻璃。 [权利要求 2] 根据权利要求 1所述的一种防治煤炭自燃的塑性凝胶材料, 其特征在 于, 所述水玻璃的波美度为 20-40, 模数为 2-4, 质量浓度为 5-40%。 [权利要求 3] 根据权利要求 2所述的一种防治煤炭自燃的塑性凝胶材料, 其特征在 于, 按重量百分比, 水为 52-80%、 交联剂为 0.4-10%、 增韧剂为 0.01- 3%、 促凝剂为 1-15%、 骨料为 7-20%、 水玻璃为 7-20%。 [权利要求 4] 根据权利要求 1-3任一项所述的一种防治煤炭自燃的塑性凝胶材料, 其特征在于, 所述交联剂先由聚合氯化铝溶液和柠檬酸钠溶液混合, 再由 NaOH溶液调节其 pH值制得。 [权利要求 5] 根据权利要求 4所述的一种防治煤炭自燃的塑性凝胶材料, 其特征在 于, 所述 pH值为 5.95-6.05。 [权利要求 6] 根据权利要求 4所述的一种防治煤炭自燃的塑性凝胶材料, 其特征在 于, 所述聚氯化铝溶液的浓度为 10-30 wt%, 柠檬酸钠溶液的浓度为 5-20wt%, 将两溶液按质量比 合, 得到 AlCit溶液。 [权利要求 7] 根据权利要求 1-3任一项所述的一种防治煤炭自燃的塑性凝胶材料, 其特征在于, 所述促凝剂为碳酸氢钾、 碳酸氢钠、 碳酸氢铵、 碳酸钠 、 葡萄糖酸 -S-内酯中的一种或几种。 [权利要求 8] 根据权利要求 1-3任一项所述的一种防治煤炭自燃的塑性凝胶材料, 其特征在于, 所述增韧剂为高吸水树脂、 预糊化淀粉、 海藻酸钠、 羧 甲基纤维素、 聚丙烯酰胺中的一种或几种。 [权利要求 9] 根据权利要求 1-3任一项所述的一种防治煤炭自燃的塑性凝胶材料, 其特征在于, 所述骨料为膨润土或粉煤灰。 |
[0001] 本发明涉及防灭火材料技术领域, 具体涉及一种防治煤炭自燃的塑性凝胶材料 背景技术
[0002] 煤炭自燃严重地威胁着我国矿井的安全生产, 煤炭自燃引发的火灾不但造成大 量的人员伤亡和财产损失, 还会引起生态环境退化、 大气污染等严重问题。 为 防治煤炭自燃, 国内外广泛采用采空区灌浆、 喷阻化剂、 注惰性气体、 注三相 泡沫、 注胶体; 在巷道高冒区注水泥泡沫或充填高分子泡沫堵 漏风等。 这些技 术在保证矿井安全生产方面发挥重要作用的同 时也存在着一些问题: 如传统灌 浆技术在实施过程中浆体材料 (粉煤灰、 黄泥等) 和水易分离, 会影响工作面 的正常生产; 卤盐类 (MgC12、 CaC12、 ZnC12) 物理阻化剂价格便宜, 但是阻化 作用时间较短; 尿素、 硼酸二胺、 磷酸二铵、 氨基甲酸脂等化学阻化剂因价格 昂贵不适合推广应用。 惰性气体防灭火技术所用的惰性气体 (C02、 N2) 易随 漏风扩散, 不易滞留在注入的区域内。 三相泡沫的稳定性差, 不能长期封闭火 区。 巷道喷涂、 高冒区充填堵漏风所使用的高分子泡沫成本高 , 同时材料发泡 过程放热, 易引起煤自燃或瓦斯爆炸。
[0003] 由此可见, 5见有的防灭火材料都存在不同程度的缺陷, 为加快现有火区的治理 速度和遏制新火区的发生, 迫切需要研发矿井防灭火的新材料, 跳出现有理论 和技术框架, 寻找更为有效的防灭火材料和技术。
发明概述
技术问题
问题的解决方案
技术解决方案
[0004] 为了解决目前防治煤炭自然的灭火材料存在的 问题, 本发明创新性地提出“塑 性凝胶防治煤炭自燃”的新概念, 塑性凝胶是指水溶性高分子与交联剂经适度交 联形成的三维交联网络与钠盐水玻璃基料在碳 酸氢钠促凝作用下形成的无机硅 凝胶网络交织在一起, 再掺杂骨料组成的多元体系。
[0005] 本发明采用的技术方案:
[0006] 一种防治煤炭自燃的塑性凝胶材料, 包括水、 交联剂、 增韧剂、 促凝剂、 骨料 和水玻璃。
[0007] 优选地, 所述水玻璃的波美度为 20-40, 模数为 2-4, 质量浓度为 5-40%。
[0008] 优选地, 塑性凝胶材料中, 按重量百分比, 水为 52-80%、 交联剂为 0.4-10%、 增韧剂为 0.01-3%、 促凝剂为 1-15%、 骨料为 7-20%、 水玻璃为 7-20%。
[0009] 优选地, 所述交联剂先由聚合氯化铝溶液和柠檬酸钠溶 液混合, 再由 NaOH溶 液调节其 pH值制得。
[0010] 优选地, 所述 pH值为 5.95-6.05。
[0011] 优选地, 所述聚氯化铝溶液的浓度为 10-30
wt% , 柠檬酸钠溶液的浓度为 5-20wt%, 将两溶液按质量比 得到 A1
Cit溶液。
[0012] 优选地, 所述促凝剂为碳酸氢钾、 碳酸氢钠、 碳酸氢铵、 碳酸钠、 葡萄糖酸 -6- 内酯中的一种或几种。
[0013] 优选地, 所述增韧剂为高吸水树脂、 预糊化淀粉、 海藻酸钠、 羧甲基纤维素、 聚丙烯酰胺中的一种或几种。
[0014] 优选地, 所述骨料为膨润土或粉煤灰。
[0015] 上述技术方案中, 塑性凝胶具有较好的保水性、 韧性、 阻化性能以及灭火性能 , 可以有效解决传统无机硅凝胶固结体失水后易 开裂、 粉化等问题, 灭火效果 显著。
[0016] 其防灭火的优势主要体现在以下几个方面:
[0017] (1)塑性凝胶中高分子增塑剂在交联剂的作用下 , 与水玻璃凝胶形成有机 /无机 互穿网络结构, 增加了凝胶的韧性和强度, 有利于水分的保存, 有效解决传统 水玻璃凝胶韧性差、 易开裂等问题, 具有良好的堵漏、 降温作用;
[0018] (2)塑性凝胶的双组份浆液为中粘度流体, 通过调节促凝剂用量, 既可以快速 成胶, 实现近距离输送, 也可以延长成胶时间, 实现远距离输送; [0019] (3)塑性凝胶充分利用粉煤灰等廉价材料, 降低生产成本, 具有广泛的应用前
[0020] 综上所述, “塑性凝胶”不同于传统的水玻璃凝胶和高分 子凝胶, 其流动性好、 成本低、 韧性好、 保水性强, 是一种理想的防灭火材料。
发明的有益效果
有益效果
[0021] 本发明具有的有益效果是:
[0022] 本发明的防治煤炭自燃的塑性凝胶材料具有较 好的保水性、 韧性以及阻化性能 , 有效解决了传统无机硅凝胶固结体失水后易开 裂、 粉化等问题; 相对传统水 玻璃凝胶, 其能覆盖在燃烧煤体的表面, 显著降低火源温度、 热辐射和 CO的产 生量, 灭火稳定, 不会出现复燃现象; 此外, 塑性凝胶可以粘附在煤体裂隙, 达到很好的堵漏风效果。
对附图的简要说明
附图说明
[0023] 图 1为凝胶的保水率随聚合物掺量的变化趋势;
[0024] 图 2为煤自燃阻化效果 (程序升温过程中 CO产生量) ;
[0025] 图 3为凝胶微观结构 (a.传统水玻璃凝胶, b.塑性凝胶 1, c.塑性凝胶 2, d.塑 性凝胶 3 , e.塑性凝胶 4) ;
[0026] 图 4为白色团状物的 XRD示意图。
发明实施例
本发明的实施方式
[0027] 下面结合具体实施例和附图对本发明进行具体 的说明:
[0028] 实施例 1
[0029] 配制 20wt%的聚氯化铝溶液 10L和 1 lwt%的柠檬酸溶液 5L, 然后将二者混合, 制备得到 AlCit溶液; 配制 5wt%的 NaOH溶液, 将 NaOH溶液缓慢滴入到 AlCit溶 液并快速搅拌, 直至混合液 pH值达到 5.95 , 制备得到交联剂。
[0030] 称取 2kg预糊化淀粉溶解在 700kg水中, 搅拌至聚合物充分溶解, 得聚合物溶液 ; 然后取 8kg配好的交联剂与聚合物溶液混合均匀, 接着将 2kg葡萄糖酸 -6 -内酯 (GDL) 加入到上述溶液中并搅拌至其充分溶解, 再向溶液中加入 20kg碳酸氢 钠并搅拌至其充分溶解 (可以通过实际需要, 调整促凝剂碳酸氢钠的量合理控 制凝胶时间) , 紧接着向溶液中缓慢加入 100kg粉煤灰, 搅拌至粉煤灰分散均匀 , 得到 A组分。 最后将一定量的 B组分 (水玻璃) 与 A组分充分混合, 搅拌至粉 煤灰颗粒不再沉降, 形成塑性凝胶浆液 (其具体实验流程可以参见其他证明文 件中的图 1所示) 。
[0031] 通过启动注浆泵泵送塑性凝胶浆液, 将其喷洒在燃烧的煤堆上。 塑性凝胶浆液 因其良好的渗透性而渗流到煤堆裂隙的每个角 落, 通过调整促凝剂碳酸氢钠的 量可以合理控制凝胶时间, 使凝胶在渗流范围最大时成胶, 成胶后塑性凝胶能 够覆盖在高温火源表面, 起到隔绝氧气的作用, 并使火源温度平稳下降, 有效 降低热辐射和 CO的产生量, 且不会出现复燃现象, 此外, 该凝胶可以粘附在煤 体裂隙, 达到很好的堵漏风效果。
[0032] 实施例 2
[0033] 配制 20wt%的聚氯化铝溶液 10L和 1 lwt%的柠檬酸溶液 5L, 然后将二者混合, 制备得到 AlCit溶液; 配制 5wt%的 NaOH溶液, 将 NaOH溶液缓慢滴入到 AlCit溶 液并快速搅拌, 直至混合液 pH值达到 5.96 , 制备得到交联剂。
[0034] 称取 2kg羧甲基纤维素溶解在 700kg水中, 搅拌至聚合物充分溶解, 得聚合物溶 液; 然后取 8kg配好的交联剂与聚合物溶液混合均匀, 接着将 2kg葡萄糖酸 -6 -内 酯 (GDL) 加入到上述溶液中并搅拌至其充分溶解, 再向溶液中加入 20kg碳酸 氢钠并搅拌至其充分溶解 (可以通过实际需要, 调整促凝剂碳酸氢钠的量合理 控制凝胶时间) , 紧接着向溶液中缓慢加入 100kg粉煤灰, 搅拌至粉煤灰分散均 匀, 得到 A组分。 最后将一定量的 B组分 (水玻璃) 与 A组分充分混合, 搅拌至 粉煤灰颗粒不再沉降, 形成塑性凝胶浆液。
[0035] 通过启动注浆泵泵送塑性凝胶浆液, 将其喷洒在燃烧的煤堆上。 塑性凝胶浆液 因其良好的渗透性而渗流到煤堆裂隙的每个角 落, 通过调整促凝剂碳酸氢钠的 量可以合理控制凝胶时间, 使凝胶在渗流范围最大时成胶, 成胶后塑性凝胶能 够覆盖在高温火源表面, 起到隔绝氧气的作用, 并使火源温度平稳下降, 有效 降低热辐射和 CO的产生量, 且不会出现复燃现象, 此外, 该凝胶可以粘附在煤 体裂隙, 达到很好的堵漏风效果。
[0036] 实施例 3
[0037] 配制 20wt%的聚氯化铝溶液 10L和 1 lwt%的柠檬酸溶液 5L, 然后将二者混合, 制备得到 AlCit溶液; 配制 5wt%的 NaOH溶液, 将 NaOH溶液缓慢滴入到 AlCit溶 液并快速搅拌, 直至混合液 pH值达到 5.97 , 制备得到交联剂。
[0038] 称取 2kg海藻酸钠溶解在 700kg水中, 搅拌至聚合物充分溶解, 得聚合物溶液; 然后取 8kg配好的交联剂与聚合物溶液混合均匀, 接着将 2kg葡萄糖酸 -6 -内酯 (G DL) 加入到上述溶液中并搅拌至其充分溶解, 再向溶液中加入 20kg碳酸氢钠并 搅拌至其充分溶解 (可以通过实际需要, 调整促凝剂碳酸氢钠的量合理控制凝 胶时间) , 紧接着向溶液中缓慢加入 100kg粉煤灰, 搅拌至粉煤灰分散均匀, 得 到 A组分; 最后将一定量的 B组分 (水玻璃) 与 A组分充分混合, 搅拌至粉煤灰 颗粒不再沉降, 形成塑性凝胶浆液。
[0039] 通过启动注浆泵泵送塑性凝胶浆液, 将其喷洒在燃烧的煤堆上。 塑性凝胶浆液 因其良好的渗透性而渗流到煤堆裂隙的每个角 落, 通过调整促凝剂碳酸氢钠的 量可以合理控制凝胶时间, 使凝胶在渗流范围最大时成胶, 成胶后塑性凝胶能 够覆盖在高温火源表面, 起到隔绝氧气的作用, 并使火源温度平稳下降, 有效 降低热辐射和 CO的产生量, 且不会出现复燃现象, 此外, 该凝胶可以粘附在煤 体裂隙, 达到很好的堵漏风效果。
[0040] 实施例 4
[0041] 配制 20wt%的聚氯化铝溶液 10L和 1 lwt%的柠檬酸溶液 5L, 然后将二者混合, 制备得到 AlCit溶液; 配制 5wt%的 NaOH溶液, 将 NaOH溶液缓慢滴入到 AlCit溶 液并快速搅拌, 直至混合液 pH值达到 6.0, 制备得到交联剂。
[0042] 称取 2kg聚丙烯酰胺溶解在 700kg水中, 搅拌至聚合物充分溶解, 得聚合物溶液 ; 然后取 8kg配好的交联剂与聚合物溶液混合均匀, 接着将 2kg葡萄糖酸 -6 -内酯 (GDL) 加入到上述溶液中并搅拌至其充分溶解, 再向溶液中加入 20kg碳酸氢 钠并搅拌至其充分溶解 (可以通过实际需要, 调整促凝剂碳酸氢钠的量合理控 制凝胶时间) , 紧接着向溶液中缓慢加入 100kg粉煤灰, 搅拌至粉煤灰分散均匀 , 得到 A组分; 最后将一定量的水玻璃 (B组分) 与 A组分充分混合, 搅拌至粉 煤灰颗粒不再沉降, 形成塑性凝胶浆液。
[0043] 通过启动注浆泵泵送塑性凝胶浆液, 将其喷洒在燃烧的煤堆上。 塑性凝胶浆液 因其良好的渗透性而渗流到煤堆裂隙的每个角 落, 通过调整促凝剂碳酸氢钠的 量可以合理控制凝胶时间, 使凝胶在渗流范围最大时成胶, 成胶后塑性凝胶能 够覆盖在高温火源表面, 起到隔绝氧气的作用, 并使火源温度平稳下降, 有效 降低热辐射和 CO的产生量, 且不会出现复燃现象, 此外, 该凝胶可以粘附在煤 体裂隙, 达到很好的堵漏风效果。
[0044] 塑性凝胶的成胶原理:
[0045] 塑性成胶过程中真正发挥交联作用的是 A13+, 铝的多核羟桥离子可与 -CONH2 和 -COO-配位, 但是后者占主导作用, 这种配位作用使体系构成完整的网络结构 。 A13+并不是以简单的离子形式参与交联反应的 而是以多核羟桥络离子形式 与预糊化淀粉、 聚丙烯酰胺、 羧甲基纤维素等聚合物交联, 以 A13+为交联点将 聚合物交联在一起, 形成聚合物链更长的网状结构 (其形成过程可以参见其他 证明文件中的图 2所示) 。
[0046] 通过实验测得不同组分凝胶的相关性能表征数 据如表 1。
[0047] 表 1.不同组分凝胶的相关性能表征数据
[0048] 与传统水玻璃凝胶相比, 塑性凝胶的粘度提高, 有利于封堵煤层孔隙, 流动性 好, 渗透范围广, 而且在强度方面也有很好的改善。 塑性凝胶的粉化率比传统 水玻璃凝胶降低 70-90%, 抗粉化能力提高非常明显。 此外, 将传统水玻璃凝胶 、 塑性凝胶放于干燥箱中, 在 100°C的条件下干燥 1小时后, 结果显示: 传统水玻 璃凝胶失去部分水后已开裂, 而塑性凝胶则完好无损, 可见, 制备的新型塑性 凝胶有效解决了传统水玻璃凝胶固结体易开裂 的缺陷。
[0049] 通过实验测得传统水玻璃、 塑性凝胶 1至塑性凝胶 4所得材料的保水性、 阻化特 性及灭火特性等实验结果及分析见图 1所示。
[0050] 从图 1可以发现: 塑性凝胶 1至塑性凝胶 4保水性都很好, 这是因为引入 AlCit使 多个线性分子相互交联成致密网状结构, 水分子被包裹在其中, 不易散失, 故 其保水性能良好。
[0051] 从图 2可以看出, 在 100°C以后, 各阻化煤样的 CO产生量均低于原煤样, 而且 随着温度的升高, 各阻化煤样的 CO产生量与原煤样差异越来越显著, 这表明凝 胶材料对煤的氧化产生了不同程度的抑制作用 , 随着温度的升高, 抑制作用越 明显。 这是由于凝胶能在煤体表面形成一层致密的胶 体结构, 有效抑制煤体和 氧气的接触, 同时胶体内含有一定的水分, 水分在蒸发时可有效降低煤体温度 , 从而降低了煤体的氧化速率。 观察图 2可以发现, 塑性凝胶 1、 塑性凝胶 2和塑 性凝胶 4的阻化效果很好, 这是因为这几种凝胶结构致密, 分子间作用力强, 与 煤充分混合后在加热过程中致密的胶体结构可 以有效覆盖在煤体表面, 起到很 好的阻化效果。
[0052] 将纯煤粉和凝胶 /煤的混合物在不同温度下进行了红外光谱测 (其结果可以 参见其他证明文件中的图 5所示) 。 羟基和亚甲基是煤的主要官能团, 并且在煤 的自燃过程中起关键作用。 经测试, 其结果显示, 随着温度的升高, 纯煤在波 数为 3200-3600cm-l、 2800-3000cm-l范围内光谱明显降低, 这表明在加热过程中 煤的羟基与亚甲基参与了反应。 在 90°C、 120°C和 180°C条件下塑性凝胶 2+煤粉混 合物在 3200-3600cm- 1范围内光谱没有明显变化, 在波数为 2800-3000cm- 1范围内 光谱有微弱变化, 这表明在加热过程中塑性凝胶 2对羟基和亚甲基的氧化有很显 著的抑制作用。 当温度为 90°C与 120°C时, 塑性凝胶 3+煤粉的混合物在波数为 32 00-3600cm-l、 2800-3000cm-l范围内的光谱曲线基本重合。 这是表明在 90°C和 12 0°C条件下塑性凝胶 3能够抑制煤粉中羟基以及亚甲基的氧化。 当温度为 180°C时 , CMC/WG gel + coar混合物在波数 3200-3600cm-l、 2800-3000cm-l范围的红外 光谱与 90°C、 120°C的相比, 明显降低。 这表明在温度 180°C时塑性凝胶 3对煤粉 羟基氧化的抑制作用变弱, 羟基参与反应。
[0053] 从图 3a可以明显看到, 传统水玻璃凝胶的孔洞结构居多, 凝胶表面结构杂乱无 章, 没有平滑完整结构, 这也证实了其固结体强度低、 易开裂的特点。 从图 3b-c 可以看到凝胶表面有球状物出现, 这是凝胶反应过程产生的 Si02 (见式 (1) )
; 图 3c-e中出现的白色团状物, 本研究提取白色絮状物进行 X射线衍射分析, 结 果如图 4所示, 推断该物质为 Na2C03。 这是由于在凝胶形成过程中, 水玻璃吸 收了 NaHC03水溶液中的 H+, 生成了 Si02和碳酸钠 (见式 ⑴ ) 。 图 3d、 e显 示, 添加交联剂 AlCit后的复合凝胶表面变得较平滑, 密实度较高, 这说明 A13+ 发挥了交联作用, 使不同分子间结合更紧密 (交联反应过程可以参见其他证明 文件中的图 2所示) , 作用力更明显, 从而结构更完整、 密实。
[0054]
对传统水玻璃凝胶、 塑性凝胶 1、 塑性凝胶 2、 塑性凝胶 3和塑性凝胶 4进行了凝 胶灭火测试 (其随时间的温度变化可以参见其他证明文件 中的图 8) , 结果显示 , 随着时间的推移, 温度先升高后降低, 其中温度上升阶段为煤球燃烧阶段, 下降阶段为喷洒凝胶灭火阶段。 用等量的 (500mL) 五种凝胶材料灭火时, 塑性 凝胶在灭火过程中降温速度快, 具有很好的灭火效果。
[0055] 对传统水玻璃凝胶、 塑性凝胶 1、 塑性凝胶 2、 塑性凝胶 3和塑性凝胶 4进行了凝 胶灭火过程中热流变化测试 (其随时间的热流变化可以参见其他证明文件 中的 图 9) , 结果显示, 利用几种材料灭火过程时, 热辐射值快速下降, 这是因为凝 胶在灭火时覆盖在煤球表面, 切断了热辐射的传播途径。 其结果得出传统水玻 璃凝胶灭火时, 在五种材料中热辐射值最高, 这说明传统水玻璃凝胶隔热效果 最差; 而塑性凝胶 1至 4的隔热效果明显提高, 能有效隔热。
[0056] 实施例 5
[0057] 配制 10wt%的聚氯化铝溶液 30L和 5wt%的柠檬酸溶液 20L, 然后将二者混合, 制备得到 AlCit溶液; 配制 5wt%的 NaOH溶液, 将 NaOH溶液缓慢滴入到 AlCit溶 液并快速搅拌, 直至混合液 pH值达到 6.01, 制备得到交联剂。
[0058] 称取 0.1kg高吸水树脂溶解在 520kg水中, 搅拌至聚合物充分溶解, 得聚合物溶 液; 然后取 4kg配好的交联剂与聚合物溶液混合均匀, 再向溶液中加入 10kg碳酸 氢铵并搅拌至其充分溶解 (可以通过实际需要, 调整促凝剂碳酸氢铵的量合理 控制凝胶时间) , 紧接着向溶液中缓慢加入 70kg膨润土, 搅拌至膨润土分散均 匀, 得到 A组分;
[0059] 最后将 70kg的 B组分 (水玻璃) 与 A组分充分混合, 搅拌至膨润土颗粒不再沉 降, 形成塑性凝胶浆液 (其中, 水玻璃, 即硅酸钠水溶液, 其波美度为 20, 模 数为 2, 质量浓度为 5%) 。
[0060] 通过启动注浆泵泵送塑性凝胶浆液, 将其喷洒在燃烧的煤堆上。 塑性凝胶浆液 因其良好的渗透性而渗流到煤堆裂隙的每个角 落, 通过调整促凝剂碳酸氢铵的 量可以合理控制凝胶时间, 使凝胶在渗流范围最大时成胶, 成胶后塑性凝胶能 够覆盖在高温火源表面, 起到隔绝氧气的作用, 并使火源温度平稳下降, 有效 降低热辐射和 CO的产生量, 且不会出现复燃现象, 此外, 该凝胶可以粘附在煤 体裂隙, 达到很好的堵漏风效果。
[0061] 实施例 6
[0062] 配制 30wt%的聚氯化铝溶液 10L和 20wt%的柠檬酸溶液 60L, 然后将二者混合, 制备得到 AlCit溶液; 配制 5wt%的 NaOH溶液, 将 NaOH溶液缓慢滴入到 AlCit溶 液并快速搅拌, 直至混合液 pH值达到 6.04, 制备得到交联剂。
[0063] 称取 30kg海藻酸钠溶解在 800kg水中, 搅拌至聚合物充分溶解, 得聚合物溶液 ; 然后取 100kg配好的交联剂与聚合物溶液混合均匀, 再向溶液中加入 150kg碳 酸氢钾并搅拌至其充分溶解 (可以通过实际需要, 调整促凝剂碳酸氢钾的量合 理控制凝胶时间) , 紧接着向溶液中缓慢加入 200kg粉煤灰, 搅拌至粉煤灰分散 均匀, 得到 A组分;
[0064] 最后将 200kg的 B组分 (水玻璃) 与 A组分充分混合, 搅拌至粉煤灰颗粒不再沉 降, 形成塑性凝胶浆液 (其中, 水玻璃, 即硅酸钠水溶液, 其波美度为 40, 模 数为 4, 质量浓度为 40%) 。 [0065] 通过启动注浆泵泵送塑性凝胶浆液, 将其喷洒在燃烧的煤堆上。 塑性凝胶浆液 因其良好的渗透性而渗流到煤堆裂隙的每个角 落, 通过调整促凝剂碳酸氢钾的 量可以合理控制凝胶时间, 使凝胶在渗流范围最大时成胶, 成胶后塑性凝胶能 够覆盖在高温火源表面, 起到隔绝氧气的作用, 并使火源温度平稳下降, 有效 降低热辐射和 CO的产生量, 且不会出现复燃现象, 此外, 该凝胶可以粘附在煤 体裂隙, 达到很好的堵漏风效果。
[0066] 实施例 7
[0067] 配制 20wt%的聚氯化铝溶液 15L和 15wt%的柠檬酸溶液 20L, 然后将二者混合, 制备得到 AlCit溶液; 配制 5wt%的 NaOH溶液, 将 NaOH溶液缓慢滴入到 AlCit溶 液并快速搅拌, 直至混合液 pH值达到 6.02, 制备得到交联剂。
[0068] 称取 15kg羧甲基纤维素溶解在 600kg水中, 搅拌至聚合物充分溶解, 得聚合物 溶液; 然后取 50kg配好的交联剂与聚合物溶液混合均匀, 接着将一定量的缓释 剂加入到上述溶液中并搅拌至其充分溶解, 再向溶液中加入 100kg碳酸钠并搅拌 至其充分溶解 (可以通过实际需要, 调整促凝剂碳酸钠的量合理控制凝胶时间 ) , 紧接着向溶液中缓慢加入 150kg粉煤灰, 搅拌至粉煤灰分散均匀, 得到 A组 分; 最后将 100kg的 B组分 (水玻璃) 与 A组分充分混合, 搅拌至粉煤灰颗粒不再 沉降, 形成塑性凝胶浆液 (其中, 水玻璃, 即硅酸钠水溶液, 其波美度为 30, 模数为 3, 质量浓度为 20%) 。
[0069] 通过启动注浆泵泵送塑性凝胶浆液, 将其喷洒在燃烧的煤堆上。 塑性凝胶浆液 因其良好的渗透性而渗流到煤堆裂隙的每个角 落, 通过调整促凝剂碳酸钠的量 可以合理控制凝胶时间, 使凝胶在渗流范围最大时成胶, 成胶后塑性凝胶能够 覆盖在高温火源表面, 起到隔绝氧气的作用, 并使火源温度平稳下降, 有效降 低热辐射和 CO的产生量, 且不会出现复燃现象, 此外, 该凝胶可以粘附在煤体 裂隙, 达到很好的堵漏风效果。
[0070] 当然, 上述说明并非是对本发明的限制, 本发明也并不仅限于上述举例, 本技 术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做 出的变化、 改型、 添加或替换, 也应属于本发明的保护范围。