煤矸石山注浆灭火专用材料及其制备方法、灭火方法

技术领域

本发明一种煤矸石山注浆灭火专用材料及其制备方法、灭火方法，属于煤矸石山灭火技术领域。

背景技术

煤矸石山是煤矿和选煤厂集中堆置矸石的场所。煤矸石山的自燃对矿区环境会产生污染。

目前，国内外煤矸石山的灭火方法主要有火源挖除冷却法、注浆法、覆盖法、控制燃烧法、泡沫(凝胶)法、低温惰性气体法等。这些灭火方法都各有其优势和使用范围，也均存在一定的局限性。其中注浆法采取的方法是将5％的稀石灰乳用喷射器注入煤矸石堆2.5～3m的深处。其中水用于降温灭火，碱性石灰可以吸收SO2、SO3、H2S等有害气体；石灰乳是用消石灰打浆制作，成本高，石灰含量低，不能对煤矸石形成包裹，日后易复燃。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种煤矸石山注浆灭火专用材料及其制备方法，以解决现有的煤矸石山采用注浆法灭火成本高、易复燃的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

第一方面，一种煤矸石山注浆灭火专用材料，由以下重量份数的原料制成：粉煤灰70～90份、电石泥10～30份、悬浮剂0.1～1份、发泡剂0.1～1份。

优选地，所述悬浮剂为纤维素醚或聚丙烯酰胺。

优选地，所述发泡剂为偶氮类发泡剂、磺酰肼类发泡剂或亚硝基类发泡剂。

优选地，一种煤矸石山注浆灭火专用材料，具体由以下重量份数的原料制成：粉煤灰90份、电石泥10份、悬浮剂0.7份、发泡剂1份。

优选地，一种煤矸石山注浆灭火专用材料，具体由以下重量份数的原料制成：粉煤灰83份、电石泥16份、悬浮剂1份、发泡剂0.1份。

优选地，一种煤矸石山注浆灭火专用材料，具体由以下重量份数的原料制成：粉煤灰70份、电石泥30份、悬浮剂0.1份、发泡剂0.6份。

第二方面，一种煤矸石山注浆灭火专用材料的制备方法，包括以下步骤：

S1.将70～90份的粉煤灰、10～30份的电石泥、0.1～1份的悬浮剂、0.1～1份的发泡剂入磨粉磨，得到注浆灭火粉；

S2.在注浆灭火粉中加水并搅拌，形成浆体，得到煤矸石山注浆灭火专用材料。

优选地，加入水的质量份数是加入注浆灭火粉质量份数的2倍。

优选地，所述注浆灭火粉的粉磨比表面积为300m

第三方面，一种使用煤矸石山注浆灭火专用材料的灭火方法，包括以下步骤：

步骤1.在矸石堆上钻孔；

步骤2.使用泵将所述灭火专用材料送至矸石堆上的钻孔中，使灭火专用材料包裹矸石，进行降温，最终将火熄灭。

本发明至少具有如下优点：

1.大量使用固废粉煤灰、电石泥，属于废物利用，在灭火过程中电石泥为氢氧化钙，碱性，能够吸收矸石堆燃烧产生的CO、SO2、SO3、H2S、NO2等有害气体，注浆灭火粉属于水硬性材料，在煤矸石表面会形成包裹，减少了复燃的概率；

2.主要材料全部使用固体废料，降低了材料成本。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种煤矸石山注浆灭火专用材料，由以下重量份数的原料制成：粉煤灰90份、电石泥10份、悬浮剂0.7份、发泡剂1份。

所述悬浮剂为纤维素醚或聚丙烯酰胺；

所述发泡剂为偶氮类发泡剂、磺酰肼类发泡剂或亚硝基类发泡剂；

一种煤矸石山注浆灭火专用材料的制备方法包括以下步骤：

S1.将90份的粉煤灰、10份的电石泥、0.7份的悬浮剂、1份的发泡剂入磨粉磨，得到注浆灭火粉；

S2.在注浆灭火粉中加水并搅拌，加入水的质量份数是加入注浆灭火粉质量份数的2倍，形成浆体，得到煤矸石山注浆灭火专用材料；

采用上述煤矸石山注浆灭火专用材料对矸石山自然着火轻微的区域进行灭火的方法如下：

步骤1.在矸石堆上钻孔；

步骤2.使用泵将灭火专用材料送至矸石堆上的钻孔中，使灭火专用材料包裹矸石，进行降温，最终将火熄灭。

实施例2

一种煤矸石山注浆灭火专用材料，由以下重量份数的原料制成：粉煤灰83份、电石泥16份、悬浮剂1份、发泡剂0.1份。

所述悬浮剂为纤维素醚或聚丙烯酰胺；

所述发泡剂为偶氮类发泡剂、磺酰肼类发泡剂或亚硝基类发泡剂；

一种煤矸石山注浆灭火专用材料的制备方法包括以下步骤：

S1.将83份的粉煤灰、16份的电石泥、1份的悬浮剂、0.1份的发泡剂入磨粉磨，得到注浆灭火粉；

S2.在注浆灭火粉中加水并搅拌，加入水的质量份数是加入注浆灭火粉质量份数的2倍，形成浆体，得到煤矸石山注浆灭火专用材料；

采用上述煤矸石山注浆灭火专用材料对矸石山自然着火不严重的区域进行灭火的方法如下：

步骤1.在矸石堆上钻孔；

步骤2.使用泵将灭火专用材料送至矸石堆上的钻孔中，使灭火专用材料包裹矸石，进行降温，最终将火熄灭。

实施例3

一种煤矸石山注浆灭火专用材料，由以下重量份数的原料制成：粉煤灰70份、电石泥30份、悬浮剂0.1份、发泡剂0.6份。

所述悬浮剂为纤维素醚或聚丙烯酰胺；

所述发泡剂为偶氮类发泡剂、磺酰肼类发泡剂或亚硝基类发泡剂；

一种煤矸石山注浆灭火专用材料的制备方法包括以下步骤：

S1.将70份的粉煤灰、30份的电石泥、0.1份的悬浮剂、0.6份的发泡剂入磨粉磨，得到注浆灭火粉；

S2.在注浆灭火粉中加水并搅拌，加入水的质量份数是加入注浆灭火粉质量份数的2倍，形成浆体，得到煤矸石山注浆灭火专用材料；

采用上述煤矸石山注浆灭火专用材料对矸石山自然着火严重的区域进行灭火的方法如下：

步骤1.在矸石堆上钻孔；

步骤2.使用泵将灭火专用材料送至矸石堆上的钻孔中，使灭火专用材料包裹矸石，进行降温，最终将火熄灭。

碱性的电石泥吸收矸石堆中的SO2、SO3、H2S气体，阻止了有害气体排放，并形成硫酸钙和碳酸钙，增加了包覆层粉煤灰的强度，防止了日后煤矸石复燃；

实施例3的方案电石泥含量高，更有利于吸收SO2、SO3、H2S等有害气体。

对比例

对于矸石山自然着火严重的区域，使用5％的稀石灰乳用喷射器注入煤矸石堆，注入深度为2.5～3m，碱性石灰可以吸收SO2、SO3、H2S等有害气体。

对实施例1～3及对比例所涉及的煤矸石山灭火材料进行对比，实施例1～3所涉及的灭火材料能对煤矸石形成包裹，煤矸石复燃的概率较低，使用成本低；而对比例所涉及的灭火材料不能对煤矸石形成包裹，因而煤矸石的复燃概率较高，使用成本高。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。