正交实验法优选煤炭自燃凝胶阻化剂及其应用.docxVIP

第2卷第4期中国安全生产科学技术V01．2No．42006年8月JournalofSafetyScienceandTechnologyAug．2006文章编号：1673—193x【2006)一04～0040—05*正交实验法优选煤炭自燃凝胶阻化剂及其应用何理1，蒋仲安2，钟茂华1(1．中国安全生产科学研究院，北京100029)(2．北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083)摘要：煤炭自燃不仅造成巨大的能源损失，也是重大的灾害，为减少采空区煤炭自燃，研制了新型的凝胶阻化剂。本文选用了合适的阻化剂的基料，通过比较不同促凝剂和基料的成胶时间，最终选用碳酸氢铵作为该凝胶阻化剂的促凝剂。采用正交实验设计的方法，通过对实验结果的正交分析，确定了阻化剂的最终配方。实际应用表明该凝胶阻化剂能有效的防灭火，并且成本低廉。关键词：煤炭自燃；凝胶阻化剂；促凝剂；正交实验中图分类号：X936文献标识码：AStudyandapplicationonoptimumgelinhibitorforcoalspontaneouscombustionbyorthogonaltestmethod既Lil，JIANGZhong—an2，ZHONGMao—hual(1．ChinaAcademyofSafetyScienceandTechnology，Beijing100029，China)(2．SchoolofCivilandEnvironmental，UniversityofScienceandTechnologyofBeijing，Beijing100083，China)Abstract：ThecoalspontaneouscombustionnotorgyCancausegreatlossofenergysourcesbutalsoisagreatdisaster．Inordertodecreasethecoalspontaneouscombustionofgoal，anewtypeofgelinhibitorisdeveloped．Inthispaper，thesuitablemajorcomponentisselected，andbythecarefullycomparisellofgeltimeamongdifferentgelaccelerants，theammoniumbicarbonate(NI凰HC03)ischosenasthegelaccelerantofthegelinhibitor．Theorthogenaltestmethodisusedtoanalysethetestresults，andthenthelastprescriptionisdrawnout．ItisilluminatedthatthegelinhibitorCanpreventandextinguishthefireeffectivelywi山lowercost．Keywords：coalspontaneouscombustion；gelinhibitor；gelaccelerant；orthogonaltest自然灾害。煤炭自燃是因为煤与空气中的氧发生放1引言热的氧化反应，这种反应在煤矿采空区更容易发生。如果煤氧化反应放出的热量不能及时地散失到煤矿自燃火灾是人类今后所面临的一项重大的其周围环境，其反应就会自动加剧。在这种条件下，一定堆积体的煤炭就会发生危险的热失控而造成自燃火灾。收稿日期：2006—06—10凝胶阻化剂是一种防止煤炭自燃的新方法，即作者简介：何理，硕士。采用一种或几种化学物质的溶液或乳浊液喷洒或灌*基金项目：国家自然科学基金项目(编号注到采空区、煤柱裂隙中以及高温地点等。凝胶资助化剂防灭火的原理是uJ：根据所选用的基料和促凝万方数据第4期中国安全生产科学技术·41·剂，把它们按一定的比例配成水溶液以后，注入钻孔性能好，阻化寿命长；(4)阻化剂材料来源广泛，成本或喷洒到煤体裂隙中，发生凝胶作用形成乳状胶体，低廉，施工工艺简单，操作简便。基于以上条件选择胶体具有框架作用，把流动的水分子固定在胶体内，工业用石灰石、液态水玻璃(Nao·nSi02)为阻化剂的对煤炭颗粒进行包裹，以达到阻止或降低煤的氧化基料。进程，阻止煤炭自燃的目的。研制出高效无污染的2．2凝胶防火阻化剂促凝剂的选择阻化剂是当前的首要任务。凝胶的基料确定后，则须寻找一种材料促使水玻璃的水溶液快速生成胶体，称之为促凝剂。促凝2新型凝胶阻化剂原料的选择剂要能使胶体具有一定的成胶时间和胶体强度。通过大量的对比实验，如表1所示，可知适合做液态水2．1凝胶防火阻化剂基料的确定玻璃的促凝剂有碳酸氢铵、氯化铵和磷酸，由于磷酸从化学角度分析，能作为高水胶体的材料众多