新型井下防灭火材料

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1、安徽建筑工业学院科技成果介纟联系人：任磊联系电话：35135811、新型井下防灭火材料项目简介煤矿矿井火灾中，自燃火灾约占70%以上，煤层自燃涉及到资源、环境、经济及人口等问题，因此中国政府在“21世纪议程”屮已将煤层自燃列为重大自然灾害类型之一，并且提出了行动方案和步骤。由此可见，煤炭自燃火灾的防治是一个十分迫切的任务，是矿井防灭火工作的重屮之重。黄泥浆灌浆防灭火技术在我国有口然发火危险的矿井中用得较普遍，也取得了良好的效杲，成为与煤矿防灭火的主要措施之一。但曲于用黄十•作主要灌浆原料，其费用高、耗费大量的国家土地资源，且难以满足长期持续注浆的需要。

2、所以必须寻找一种廉价易得的替代品。随着大量燃煤热电厂的建成，为粉煤灰取代黄土进行防火注浆提供了充足的资源。粉煤灰是燃煤电厂生产过程中的排放物。冃而我国燃煤电厂每年的排灰量约1.2亿吨，如果这些粉煤灰不加以利用，不仅制约电力工业发展，还要占用大量土地，造成粉尘污染等环境问题。直接使用廉价易得的粉煤灰替代黃土作防灭火灌浆材料成为煤矿防灭火的发展趋势，但是使用过程中存在灰浆易沉降和堵管等无法直接注浆的问题。木项目以电厂粉煤灰为研究对象，通过对电厂粉煤灰特性的试验研究，新型井下防火材料配方组分研究，粉煤灰基防灭火材料用复合外加剂配方研究，粉煤灰制浆和注浆系统的

3、工艺研究，以及新型井下防灭火材料的应用效果考察。研制出一种新型防灭火材料用于防治矿井火灾，既解决了传统的黄土注浆防灭火效果较差和对土地资源破坏的问题，又利用了电厂废料粉煤灰减少了环境污染。木项目已经通过安徽省科技厅组织的鉴定，经专家评议，该研究成果达到国内领先水平。该成果已在淮南矿业集团新庄孜煤矿推广应用，并取得良好的经济效益和社会效益。性能指标技术指标如卜:（1）高效的悬浮分散性能和防灭火性能。（2）远距离管道水力输送（大于2.5km）不沉降，不堵管。（3）良好的保水性能，脱水时间大于6个刀。（4）复合外加剂加入量为用灰量的0.3%,水灰比2：1〜4

4、：1范围内，可以使粉煤灰快速泥浆化，而且具有一定的黏附性能，可连续泵送注浆。（5）口J利用黄泥制浆注浆系统直接进行粉煤灰地面制浆注浆，制浆注浆工艺简单，操作方便。新型井下防灭火材料主要由两部分构成：粉煤灰（占99.7%）和高效复合外加剂（0.3%）。由于粉煤灰为电厂废弃物，其成本可忽略不计。高效复合外加剂所需原料、原料价格及具配比如下：悬浮剂（3500元/吨）55〜65%保水剂（9000〜9500元/吨）25〜35%功能添加剂（6000元/吨）10%左右人工制造费用：140元/吨总生产成本为：6140〜6640元/吨经济效益分析（1）大幅降低制浆成本注

5、浆原材料按H消耗50n?计算，高效复合外加剂在粉煤灰中的加入量为0.3%（质量百分比），新型防灭火材料与常规注浆原材料一黄土的经济效益对比分析如下表所示。类别日耗原材料量日耗外加剂量日耗原材料费平均成本黄土50m32000元40元/n?粉煤灰50m3120kg800元16元/n?(2)年节约近1.8万立方米黄土注浆材料黄土材料费按40元/n?估算，粉煤灰替代黄土注浆后，年节约黄土材料费约72万元。(3)年减少了约7万吨粉煤灰排放量粉煤灰作为井下注浆材料后，年可减少粉煤灰排放量约7万吨，每吨粉煤灰排放费按10元估算，年可节约粉煤灰排放费约70万元。(4)

6、节约了注浆费用，提高了注浆效率如采用改造后的粉煤灰注浆系统注浆站用工减少一半左右，年节约人工费约10万元。同吋，也减少了搅拌机等设备台数和运行费用。另外，与使用黄土注浆材料相比，年绝对注浆量增加2倍以上，提高了注浆效率，使得井下火区得到及时控制，由此产生的间接经济效益年平均可以达到数百万元以上。社会效益分析(1)符合国家可持续发展产业政策利用粉煤灰替代黄土注浆，每年可减少约7万吨粉煤灰排放，使粉煤灰变废为宝的同时，减少了对环境的污染，并且节约了宝贵的黄土资源，每年可使约20亩优质农出免于被破坏。因此，本项目符合国家的环境保护和基本农出保护政策，是国家扶

7、持和倡导的绿色环保工程，对提升矿井在绿色环保领域的整体形象具有重要的促进作用。(2)提高生产管理水平原料的运输和制浆工艺设施可以实现机械化及口动控制，便于生产管理，同时改善了工人的工作环境，符合以人为本的现代管理理念。项目的实施具有高效节能的社会示范作用。2＞水溶性高分子包覆型高性能铝颜料•成果简介：通过研究球粉重量比等工艺影响因索，优化了铝颜料鳞片的生产工艺，通过在研磨助剂屮加入特殊的水溶性高分子材料，进一步在含有有机硅单体及带有可进行共聚反应的水溶性高分子单体中进行自由基聚合，完成铝颜料鳞片一次、二次包覆。获得了具有优异水分散性、耐水性、耐酸碱的水

8、溶性高分子包覆型高性能铝颜料。采用有机硅单体共聚复合包覆铝颜料鳞片工艺，填补了国内空口，其技术