本發明專利技術公開了一種滅火組合物，包括滅火粉末和水，滅火粉末與水的重量比為1:0.8-1.2，其中滅火粉末由如下組成：3-7重量份的硅鈣渣、1-3重量份的粉煤灰、1-3重量份的脫硫石膏和0.5-1.5重量份的水泥。本發明專利技術還公開了一種對采空區煤炭自燃進行滅火的方法：（1）將3-7重量份的硅鈣渣、1-3重量份的粉煤灰、1-3重量份的脫硫石膏和0.5-1.5重量份的水泥組成滅火粉末與水按1:0.8-1.2的重量比混合攪拌，制成滅火漿液；（2）將步驟（1）制成的滅火漿液注入或噴灑至有滅火需要的采空區進行灌漿滅火。本發明專利技術還提供了滅火組合物用于對采空區煤炭自燃進行滅火的用途。本發明專利技術的方法降低了對粘土或黃土的使用，降低對滅火漿液處理的工作量，能夠對煤炭燃燒產生的酸性氣體進行固化。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及對煤礦采空區進行滅火的領域。
技術介紹
煤礦的采空區由于沒有及時封閉或是封閉不嚴會不斷有風漏入，導致煤炭不斷氧化，產生熱量，當熱量達到一定程度時便會引起煤炭自燃，此時便需要對發生煤炭自燃的采空區進行滅火。目前常用的滅火方式為灌漿滅火，即將黃土或粘土與水等按一定比例混合并制成漿液后，通過灌漿滅火系統輸送至自燃區，對自燃的煤炭、煤矸石等形成包裹、隔絕空氣，從而達到滅火的目的。由于滅火用的漿液需要滿足一定的粒度才能產生較好的效果，而采用黃土或粘土制漿一方面浪費土地資源，破壞環境，一方面粒度難以滿足要求，需進行大量的破碎研磨，費時費力，同時制成的漿液含量難以控制，滅火性能不夠穩定。目前也有一些礦區采用其他替代材料進行滅火，例如采用頁巖、矸石和選礦廠尾礦等，但這些材料均需要破碎工藝對原料進行加工，非常地麻煩，并且對巖石的破碎一般要占用選礦廠耗能的40%以上，破碎既費電又費機器。另夕卜，由于原煤中含有多種雜兀素，在燃燒時會生成S02、SO3> H2S> CO2等酸性氣體，即便自燃區域的火勢被最終撲滅，生成的這些有毒氣體也會蓄積或溢出，對煤礦工作人員或大氣造成不利影響。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種滅火組合物，其用途以及對采空區煤炭自燃進行滅火的方法，減少對黃土或粘土的使用、降低對漿液處理的工作量，同時能夠對煤炭燃燒產生的酸性氣體進行固化。為實現上述目的，本專利技術采取了如下的技術方案:本專利技術提供了一種滅火組合物，所述組合物包括:滅火粉末和水，所述滅火粉末與水的重量比為 1:0.8-1.2 (例如 1:0.85,1:0.90,1:0.95,1:1.05,1:1.10,1:1.15);其中所述滅火粉末由如下物質組成:3-7重量份的娃I丐禮:(例如4、4.5、5、5.5、6、6.5重量份)、1-3重量份的粉煤灰(例如1.5、2、2.5重量份)、1-3重量份的脫硫石膏(例如1.5、2、2.5重量份)和0.5-1.5重量份的水泥(例如0.7,0.9、1.2、1.4重量份)。優選地，所述滅火粉末包括4-6重量份的娃I丐洛、1.5-2.5重量份的粉煤灰、1.5-2.5重量份的脫硫石膏和0.8-1.3重量份的水泥。進一步優選地，所述滅火粉末包括5重量份的硅鈣渣、2重量份的粉煤灰、2重量份的脫硫石膏和I重量份的水泥。優選地，所述硅鈣渣、粉煤灰、脫硫石膏和水泥的粒度小于等于2_，例如小于等于1.8mm> 1.5mm> 1.2mm> 1.0mm>0.9mm 或 0.7mmη本專利技術還提供了一種對采空區煤炭自燃進行滅火的方法，所述方法包括:(I)將3-7重量份的硅鈣渣、1-3重量份的粉煤灰、1-3重量份的脫硫石膏和0.5-1.5重量份的水泥組成的滅火粉末與水按1:0.8-1.2的重量比混合攪拌，制成滅火漿液；(2)將步驟(I)制成的所述滅火漿液注入或噴灑至有滅火需要的采空區進行灌漿滅火。由于本專利技術采用的制漿原料大部分都是工業廢棄物，因此無需使用黃土或粘土，減少了對土壤資源的消耗，保護了環境；另外，由于本專利技術采用的制漿原料本身的粒度都很小，因此僅需要簡單地研磨就能滿足要求，節省了大量的人力物力。另外，硅鈣渣中含有的CaO與水反應生成Ca(OH)2能吸收、中和采空區煤炭燃燒生成的S02、SO3> H2S, CO2等酸性氣體，生成CaS03、CaSO4, CaCO3等產物，減少了這些酸性氣體的危害。優選地，所述滅火粉末包括4-6重量份的娃I丐洛、1.5-2.5重量份的粉煤灰、1.5-2.5重量份的脫硫石膏和0.8-1.3重量份的水泥。進一步優選地，所述滅火粉末包括5重量份的硅鈣渣、2重量份的粉煤灰、1.5-2.5重量份的脫硫石膏和I重量份的水泥。優選地，在步驟(I)中，將所述滅火粉末與水按1:1的重量比混合攪拌。優選地，在進行步驟(I)之前，對所述硅鈣渣、粉煤灰、脫硫石膏和水泥進行研磨，使得所述硅鈣渣、粉煤灰、脫硫石膏和水泥的粒度小于等于2mm，進一步優選所述硅鈣渣、粉煤灰、脫硫石膏和水泥的粒度小于等于1_。優選地，在步驟(I)中，在將所述滅火粉末與水混合后先浸泡至少12小時，例如浸泡I天、2天或更久，再進行攪拌。本專利技術還提供了上述滅火組合物用于對采空區煤炭自燃進行滅火的用途。在本專利技術中，術語“粉煤灰”是指燃煤電廠從煤燃燒后的煙氣中收集到的細小粉末，是燃煤電廠排出的主要固體廢物，其主要組成成份為:SiO2 為 42-48%，CaO 為 1_5%，Fe2O3 為 2_4%，Al2O3 為 40-45%，其余為雜質。在本專利技術中，術語“硅鈣渣”是指對粉煤灰經堿法提取氧化鋁和部分二氧化硅后剩余的工業廢渣，其主要組成成份為=SiO2為20-25%，CaO為45_55%，Mg0為0.5-2.0%，Na20為3%-7%，Fe203為1.5-3.8%，其余為雜質。硅鈣渣具有多種優良性能，例如無自燃性和助燃性、不易氧化、熔點高、有足夠的密封性能、能夠成漿、利于管道輸送等，能夠滿足礦井滅火灌漿材料的要求。在本專利技術中，術語“脫硫石膏”是指燃煤電廠煙氣道粉塵經脫硫處理后的固體產物,其主要組成成份為:Si02 為 3.0-6.0%, CaO 為 37-43%，MgO 為 1.0-1.5%, Na2O 為 3%_7%，Fe2O3 為 1.5-3.8%ο SO3 為 48-53%，其余為雜質。在本專利技術中，術語“水泥”是指硅酸鹽水泥。本專利技術的滅火方法與傳統灌漿滅火方法在采取的滅火材料方面相比，除滅火漿液中的水降溫作用相同外，本專利技術的方法中采取的滅火漿液具有如下優點:硅鈣渣中含有較高含量的CaO，與水反應生成的Ca (OH) 2對燃燒的煤炭以及煤矸石等起到粘附、包裹、隔氧作用。另外Ca(OH)2能吸收、中和井下煤燃燒生成S02、SO3> H2S, CO2等酸性氣體，生成CaS03、CaSO4XaCO3等產物，有一定的固硫作用，同時這些產物對自燃的煤炭形成包裹體，起到滅火作用。在不同溫度下，硅鈣渣中CaO與水反應的漿液還能和粉煤灰、自燃煤矸石、過火矸中的活性Si02、Al203、Fe203等組分不同程度地發生化學反應，生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣、水化鋁硅酸鈣等，這些物質會與煤矸石以及燃燒的煤炭形成固結體，這些固結體充填了井下的孔隙，降低了透氣性，進而對井下煤炭的自燃起到阻燃作用。另外，本專利技術所提供的各組分的配比也能夠帶來很好的效果。在這種比例條件下，混合漿液中的水最先起到滅火作用，并且產生大量水蒸汽，在井下形成高壓區；高溫下水泥發生水化作用并且達到初凝，對滅火材料有著初步的定型作用；為了避免水泥水化速度過快，脫硫石膏起到對其緩凝作用，同時脫硫石膏中的鈣質組分與硅鈣渣、粉煤灰等物質在水蒸氣產生的高壓下水熱合成硅酸鹽，在最佳的質量分配比下，能夠最大限度的生成大量硅酸鈣。硅酸鈣有著不燃、耐火、耐腐蝕、強度高、導熱系數小、不透水、無毒等優點，一方面能夠阻隔自燃產生的有毒有害氣體，硅鈣渣中的堿性成分能夠固化煤炭燃燒生成的硫化物等有毒氣；一方面能夠對自燃區起到隔絕空氣阻止進一步燃燒的作用；并且能夠起到隔熱降低熱傳導作用，防止臨近燃燒的其他區域因為熱傳導導致溫度升高進而再次自燃發生二次事故。本專利技術本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種滅火組合物，其特征在于，所述組合物包括滅火粉末和水，所述滅火粉末與水的重量比為1:0.8?1.2；其中所述滅火粉末由如下物質組成：3?7重量份的硅鈣渣、1?3重量份的粉煤灰、1?3重量份的脫硫石膏和0.5?1.5重量份的水泥。
【技術特征摘要】
1.一種滅火組合物，其特征在于，所述組合物包括滅火粉末和水，所述滅火粉末與水的重量比為1:0.8-1.2 ； 其中所述滅火粉末由如下物質組成:3-7重量份的硅鈣渣、1-3重量份的粉煤灰、1-3重量份的脫硫石骨和0.5-1.5重量份的水泥。2.根據權利要求1所述的滅火組合物，其特征在于，所述滅火粉末包括4-6重量份的硅鈣渣、1.5-2.5重量份的粉煤灰、1.5-2.5重量份的脫硫石膏和0.8-1.3重量份的水泥。3.根據權利要求1或2所述的滅火組合物，其特征在于，所述滅火粉末與水的重量比為1:0.9-1.1。4.根據權利要求1所述的滅火組合物，其特征在于，所述硅鈣渣、粉煤灰、脫硫石膏和水泥的粒度小于等于2mm。5.根據權利要求4所述的滅火組合物，其特征在于，所述硅鈣渣、粉煤灰、脫硫石膏和水泥的粒度小于等于1mm。6.一種對采空區煤炭自燃進行滅火的方法，其特征在于，所述方法包括: (1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：姚平，徐國華，王洪武，宋文義，周連春，吳永才，張補明，李曉春，祁正飛，梁強強，郝海義，張治國，陳圣賀，
申請(專利權)人：神華集團有限責任公司，神華烏海能源有限責任公司，內蒙古科技大學，
類型：發明
國別省市：北京;11
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