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一種利用高導熱纖維防治煤礦采空區自燃災害的方法與流程

文檔序號:11110549閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種利用高導熱纖維防治煤礦采空區自燃災害的方法,其特征在于:在煤礦采空區的易自燃危險區域鋪設高導熱纖維,在工作面回風隅角處將纖維匯集成束連接到采空區外部,纖維束在采空區外回風順槽與循環冷卻裝置連接。

2.根據權利要求1所述的利用高導熱纖維防治煤礦采空區自燃災害的方法,其特征在于:所述易自燃危險區域是指采空區內遺煤氧化自熱的主要區域,即采空區內漏風速率介于0.24-0.10 m/min、或氧氣濃度介于5%-15%的區域。

3.根據權利要求1所述的利用高導熱纖維防治煤礦采空區自燃災害的方法,其特征在于:所述高導熱纖維由納米銅為基料,與高導熱材料,以及塑性添加劑,抗氧化劑復合制成,復合成的高導熱纖維直徑為3-10mm;

制備的過程為:將粒徑為15μm的金屬銅粉末用機械研磨設備二次研磨成粒徑為10-100nm的納米銅顆粒,對其進行親水改性,同時將高導熱材料粉碎研磨成粒徑100nm的顆粒,將改性納米銅顆粒、高導熱材料顆粒、塑性添加劑按質量200:100:10進行混合,然后將混合好的粉末放入模具中,在1200℃與300kg/cm2壓力的條件下熱壓燒結成型,再加入質量3~5份的抗氧化劑加壓熔融,熔融溫度為200 ℃,加熱至200 ℃后恒溫20 min,壓力為500kg/cm2

4.根據權利要求3所述的利用高導熱纖維防治煤礦采空區自燃災害的方法,其特征在于:所述親水改性過程是:浸泡在質量分數為6.0~7.5%的NaOH和質量分數為4.5~5.5%的K4O7P2溶液中進行改性;高導熱纖維中納米銅、高導熱材料、塑性添加劑、抗氧化劑的質量配比為16.0-19.0:5.0-8.0:0.3-0.8:0.1-0.2;

所述高導熱材料為氮化硼、碳纖維或石墨中的一種;

所述塑性添加劑為聚丙烯腈、聚苯硫醚或瀝青中的一種;

所述抗氧化劑為2,6-二叔丁基對甲酚、丁基羥基茴香醚或N-苯基-1-萘胺中的一種。

5.根據權利要求1所述的利用高導熱纖維防治煤礦采空區自燃災害的方法,其特征在于:所述的高導熱纖維在采空區內部分散,在采空區外部回風隅角聚集成一束,高導熱纖維的內芯外包高效隔熱材料,束管外包阻燃防靜電包層。

6.根據權利要求5所述的利用高導熱纖維防治煤礦采空區自燃災害的方法,其特征在于:所述高導熱纖維的內芯外包高效隔熱材料為珍珠巖/硅酸鈉/丙烯酸異辛酯三元共聚物,該共聚物由珍珠巖、硅酸鈉、丙烯酸異辛酯共聚物按質量配比為40-60:30-45:6-10制成,制備的過程為:用電子天平按比例稱量珍珠巖與丙烯酸異辛酯置于1 000mL玻璃燒杯中,勻速攪拌30min后加入100mL蒸餾水,繼續慢速攪拌20m in后再按比例加入硅酸鈉, 慢速攪拌至混合均勻為止;稱取300g 的混合物加入模具中,利用50t壓力機壓制成塊狀材料后進行微波處理,最終取出靜置冷卻;制成后需在800KW功率下微波輻照8-10分鐘。

7.根據權利要求5所述的利用高導熱纖維防治煤礦采空區自燃災害的方法,其特征在于:所述高導熱纖維的束管外包的阻燃防靜電包層,由改性合成樹脂添加阻燃材料與助劑制成;其組成成分和比例為:丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂、硫酸鋇、鄰苯二甲酸二異癸酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯、聚苯醚酮、LDH-MCA納米復合阻燃材料、氧化聚乙烯蠟按90-120:30-65:20-45:8-16:5-10:3-9:5-7組成;其中,LDH-MCA納米復合阻燃材料的制備過程為:首先準確稱取三聚氰酸0.2g和三聚氰胺0.2g置于100mL去離子水中,超聲處理2h,加入0.02mol/L的氫氧化鈉溶液,得到混合的懸濁液;然后將水滑石和尿素加入懸濁液中,Al3+和Mg2+濃度分別為0.05mol/L和0.10mol/L,尿素濃度0.60mol/L,超聲處理1h;將混合液加入500mL聚四氟乙烯反應釜中,采用水熱法在90℃下反應24h;冷卻至室溫后,過濾并收集底部固態殘留物,去離子水洗滌,50℃干燥,制備出 LDH-MCA納米復合阻燃材料。

8.根據權利要求1所述的利用高導熱纖維防治煤礦采空區自燃災害的方法,其特征在于:當導熱纖維不夠,需要續接時,連接兩根導熱纖維的接頭使用快速接頭。

9.根據權利要求1所述的利用高導熱纖維防治煤礦采空區自燃災害的方法,其特征在于:所述冷卻裝置由導熱管、冷卻液、輸送管路、閥門構成。

10.根據權利要求9所述的利用高導熱纖維防治煤礦采空區自燃災害的方法,其特征在于:冷卻裝置內的冷卻液由水、丙三醇、聚乙二醇、萘乙酸、磷酸二氫鈉、氫氧化鉀、羥基乙叉二膦酸按組成,質量配比為:48:30:7:2:1.5:1.5:10。

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