【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于煤礦巷道掘進粉塵防治、防滅火，具體涉及一種綠色環保型礦用多效功能助劑及其制備與使用方法。
技術介紹
1、公開該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
2、煤炭是國內的主體能源，隨著采礦規模的不斷擴大，礦山每年新掘巷道工程量居高不下，在具體的煤礦開采尤其是巷道掘進作業當中，往往會出現比較多的粉塵，這些粉塵都是在作業當中形成的，在這些粉塵產生之后，時間長了會越來越多，不僅會磨損設備零件，阻擋作業視線，而且工人長時間這樣的環境條件下，會導致塵肺病癥出現，嚴重威脅自身健康。另外，在煤塵和粉塵過多積累之后，還會導致爆炸事故出現，導致煤礦開采損失嚴重。
3、因此，煤礦工作面開采及巷道掘進作業當中，必須采取相應有效的降塵技術和降塵方法，具體來說，現有的降塵方法主要有三種，分別為：1、煤層注水降塵方法；2、掘進噴霧方法；3、降塵器降塵方法。
4、但由于煤塵自身特殊的理化性質及表面疏水基團的存在，傳統的通風除塵和噴霧降塵效果不佳，難以滿足工作面作業需求。因此，噴霧降塵是礦井最常用且效果相對較好的降塵手段，但是普通水的表面張力較大，粉塵尤其是煤塵在與水霧接觸時不能被快速潤濕和包裹，水霧只能通過與煤塵碰撞攔截的方式，促進煤塵沉降，降塵效果受到較大限制；其次，傳統的噴霧降塵隨著時間的延長，水分散失后極易容易引起二次揚塵，尤其自然發火期較短的煤層會存在發火隱患。
5、因此，研發一種既能
技術實現思路
1、針對現有技術存在的問題，本專利技術提供一種綠色環保型礦用多效功能助劑及其制備與使用方法，該多效功能助劑可以用作粉塵捕捉劑、防滅火注漿懸浮劑、阻化劑、滅火膠體使用。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、本專利技術的第一個方面，提供一種綠色環保型礦用多效功能助劑，按重量份計，其原料組成包括：30％-70％的無機復合超細粉體材料，20％-50％的復合高效固水劑，5％-15％的復合分散潤濕劑，1％-10％的交聯成膜劑，1％-10％的防火穩定劑。
4、優選的，按重量份計，所述綠色環保型礦用多效功能助劑的原料組成包括：35％-50％的無機復合超細粉體材料，25％-50％的復合高效固水劑，5％-10％的復合分散潤濕劑，1％-5％的交聯成膜劑，1％-8％的防火穩定劑。
5、其中，所述無機復合超細粉體材料中電石渣、脫硫石膏粉、赤泥、純堿、印染廢水的重量比為3:2:2:1:(1-10)；所述復合高效固水劑由無機a組分與有機b組分組成，a：b組分重量比為1:(1-5)，其中，所述無機a組分中硫鋁酸鈣、鋁酸鈉、氧化鈣粉、甲酸鈣的重量比為8:(1-3):2:1；所述有機b組分中聚丙烯酸鈉、冷水速溶聚丙烯酰胺、冷水速溶羧甲基纖維素的重量比為(1-15):3:2；所述復合分散潤濕劑中六偏磷酸鈉、聚乙烯比咯烷酮、植物蛋白引氣劑、阿拉伯膠粉的重量比為1:(1-3):2:1；所述交聯成膜劑中vae膠粉、海藻酸鈉、聚乙烯醇的重量比為(1-5):2:3；所述防火穩定劑中水溶性氮磷阻燃劑、納米碳化硅、納米改性石墨粉的重量比為(1-5):4:3。
6、本專利技術的第二個方面，提供一種上述綠色環保型礦用多效功能助劑的制備方法，包括以下步驟：
7、s1、將電石渣、脫硫石膏粉、赤泥、純堿、印染廢水混合后進行煅燒反應，制得無機復合超細粉體材料；
8、s2、混合硫鋁酸鈣、鋁酸鈉、氧化鈣粉、甲酸鈣，獲得無機a組分；混合聚丙烯酸鈉、冷水速溶聚丙烯酰胺、冷水速溶羧甲基纖維素，獲得有機b組分；混合無機a組分和有機b組分，制得復合高效固水劑；
9、s3、混合六偏磷酸鈉、聚乙烯比咯烷酮、植物蛋白引氣劑、阿拉伯膠粉，制得復合分散潤濕劑；
10、s4、混合vae膠粉、海藻酸鈉、聚乙烯醇，制得交聯成膜劑；
11、s5、混合水溶性氮磷阻燃劑、納米碳化硅、納米改性石墨粉，制得防火穩定劑；
12、s6、將無機復合超細粉體材料、復合高效固水劑、復合分散潤濕劑、交聯成膜劑和防火穩定劑充分混勻，制得多效功能助劑。
13、優選的，步驟s1中，將電石渣、脫硫石膏粉、赤泥、純堿、印染廢水按比例常溫下混合后1h后進行煅燒反應。
14、優選的，步驟s1中，所述煅燒反應的溫度為1000～1300℃，煅燒反應的時間為1.5～2.5h；進一步優選的，所述煅燒反應的溫度為1250℃，煅燒反應的時間為2h。
15、優選的，步驟s1中，所述煅燒反應后的反應物進行研磨；所述研磨后的無機復合超細粉體材料的比表面積不小于800m2/kg。
16、優選的，步驟s2中，所述無機a組分與有機b組分是按照重量比1:(5-10)的比例進行混合。
17、本專利技術的第三個方面，提供一種綠色環保型礦用多效功能助劑的使用方法，具體為：當煤礦巷道工作面工作時，將多效功能助劑與水混合噴霧即可。
18、優選的，所述多效功能助劑與水是按重量比1:(50-1000)的比例進行混合。
19、本專利技術的第四個方面，提供一種第一方面所述綠色環保型礦用多效功能助劑在粉塵捕捉劑、阻化劑、防滅火注漿懸浮劑、滅火膠體等組分中的應用。
20、上述本專利技術的一種或多種技術方案取得的有益效果如下：
21、(1)本專利技術利用了工業廢棄物電石渣、脫硫石膏粉、赤泥以及印染廢水，使固體廢棄物資源化利用，成本低廉，具有良好的經濟和環境效益。
22、(2)本專利技術制備的礦用多效功能助劑綜合了潤濕、粘結、保濕、阻化、防火、滅火等多方面功能，抑塵效果更佳。
23、(3)本專利技術利用的核心原料均具有良好的水溶性，在水中常溫下就可溶解且不會結團成塊。
24、(4)本專利技術制備的多效功能助劑作為粉塵捕捉劑，可使用在井下噴霧系統或煤層注水，以降低水的表面張力，促進煤塵的潤濕和沉降，使煤塵被水霧快速碰撞潤濕、攔截包裹，抑制在采掘過程中產生的煤塵及揚塵，增強降塵效率。
25、本專利技術制備的多效功能助劑作為阻化劑，可全面代替mgcl2和cacl2等阻化劑產品，阻化率高達85-100％，可用于工作面開切眼、停采線、進回風隅角、高冒區、沿空破碎煤柱以及架后附近的浮煤上等自燃隱患地點的防滅火以及燃燒的煤中。
26、本專利技術制備的多效功能助劑作為懸浮劑，可與其他材料混合注漿防滅火使用，可提高氧化鈣粉、黃土、砂子等固體材料的懸浮性能與保水性能，漿液在漿池及通過注漿管路時不分層、不沉淀，無需清洗管線；一次制漿，數次使用，可隨時定量的對上下隅角、架后等所需部位進行注漿、噴灑，覆蓋煤巖體表面阻止氧化，有效減少采空區的漏風，改變采空區的三帶關系，預防co等有害氣體的產生，一勞永逸解決了自燃發火的問題；在使用過程中不發生化學本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種綠色環保型礦用多效功能助劑，其特征在于，按重量份計，其原料組成包括：30％-70％的無機復合超細粉體材料，20％-50％的復合高效固水劑，5％-15％的復合分散潤濕劑，1％-10％的交聯成膜劑，1％-10％的防火穩定劑。
2.如權利要求1所述的綠色環保型多效功能助劑，其特征在于，按重量份計，所述綠色環保型礦用多效功能助劑的原料組成包括：35％-50％的無機復合超細粉體材料，25％-50％的復合高效固水劑，5％-10％的復合分散潤濕劑，1％-5％的交聯成膜劑，1％-8％的防火穩定劑。
3.如權利要求1～2任一項所述的綠色環保型多效功能助劑，其特征在于，所述無機復合超細粉體材料中電石渣、脫硫石膏粉、赤泥、純堿、印染廢水的重量比為3:2:2:1:(1-10)；所述復合分散潤濕劑中六偏磷酸鈉、聚乙烯比咯烷酮、植物蛋白引氣劑、阿拉伯膠粉的重量比為1:(1-3):2:1；所述交聯成膜劑中VAE膠粉、海藻酸鈉、聚乙烯醇的重量比為5:2:3；所述防火穩定劑中水溶性氮磷阻燃劑、納米碳化硅、納米改性石墨粉的重量比為(1-5):4:3。
4.如權利要求1～2
5.一種權利要求1～4任一項所述的綠色環保型礦用多效功能助劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述煅燒反應的溫度為1000～1300℃，煅燒反應的時間為1.5～2.5h；優選的，所述煅燒反應的溫度為1250℃，煅燒反應的時間為2h。
7.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述煅燒反應后的反應物進行研磨；所述研磨后的無機復合超細粉體材料的比表面積不小于800m2/kg。
8.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述無機A組分與有機B組分是按照重量比1:(5-10)的比例進行混合。
9.一種綠色環保型礦用多效功能助劑的使用方法，其特征在于，所述使用方法具體為：當煤礦巷道工作面工作時，將多效功能助劑與水混合噴霧即可；優選的，所述多效功能助劑與水是按重量比1:(50-200)的比例進行混合。
10.權利要求1～3任一項所述綠色環保型礦用多效功能助劑在粉塵捕捉劑、防滅火注漿懸浮劑、阻化劑、滅火膠體組分中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種綠色環保型礦用多效功能助劑，其特征在于，按重量份計，其原料組成包括：30％-70％的無機復合超細粉體材料，20％-50％的復合高效固水劑，5％-15％的復合分散潤濕劑，1％-10％的交聯成膜劑，1％-10％的防火穩定劑。
2.如權利要求1所述的綠色環保型多效功能助劑，其特征在于，按重量份計，所述綠色環保型礦用多效功能助劑的原料組成包括：35％-50％的無機復合超細粉體材料，25％-50％的復合高效固水劑，5％-10％的復合分散潤濕劑，1％-5％的交聯成膜劑，1％-8％的防火穩定劑。
3.如權利要求1～2任一項所述的綠色環保型多效功能助劑，其特征在于，所述無機復合超細粉體材料中電石渣、脫硫石膏粉、赤泥、純堿、印染廢水的重量比為3:2:2:1:(1-10)；所述復合分散潤濕劑中六偏磷酸鈉、聚乙烯比咯烷酮、植物蛋白引氣劑、阿拉伯膠粉的重量比為1:(1-3):2:1；所述交聯成膜劑中vae膠粉、海藻酸鈉、聚乙烯醇的重量比為5:2:3；所述防火穩定劑中水溶性氮磷阻燃劑、納米碳化硅、納米改性石墨粉的重量比為(1-5):4:3。
4.如權利要求1～2任一項所述的綠色環保型多效功能助劑，其特征在于，所述復合高效固水劑由無機a組分與有機b組分組成，其中所述無機a組分中硫鋁酸鈣、鋁酸鈉、氧...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫豹，杜曉林，侯秀貞，李曉萌，王鳳云，李明慧，韓美麗，鄭航，王傳琪，王清華，劉樂，張盛敏，楊麗麗，韓學海，呂學強，王國軍，
申請(專利權)人：山東安實綠色開采技術發展有限公司，
類型：發明
國別省市：
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