CN104628497A - 一种高威力三级煤矿许用水胶***及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种高威力三级煤矿许用水胶***，所述***包括如下重量百分比的物质：浓度为72%-82%的硝酸铵溶液25~32份；浓度为83%-86%硝酸甲胺溶液35~40份；固体硝酸铵9~15份；硝酸钠8~12份；胶凝剂0.8~1.5份；交联剂0.1~0.3份；敏化剂2~4份；消焰剂5~10份；本发明的***中还包括高效消焰剂0.02~0.04份；先制备硝酸甲胺溶液和硝酸铵溶液，再将硝酸甲胺溶液、硝酸铵溶液及固体硝酸铵、硝酸钠、胶凝剂、消焰剂、敏化剂，等依次加入到混合罐中，混合均匀后，调节密度在1.05~1.15g/cm3，PH值控制在5.0~5.8；再加入交联剂，即制成高威力三级煤矿许用水胶***。本发明优点是生产过程简单，生产成本低；***性能稳定，煤矿瓦斯安全度高，***威力大，改善了***作业效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种***，特别是一种用于高威力三级煤矿许用水胶***及其制造方法。
背景技术
煤矿型水胶***是一种含水***，煤矿型水胶***以其特有的抗水性能和高瓦斯安全性能广泛应用于含有瓦斯、煤尘环境的煤矿井下作业，煤矿型***的安全性分一级、二级和三级，其中三级煤矿安全级别最高，***威力最小，现有的三级煤矿水胶***可燃气安全度指标远远高于国家标准要求，其他品种***远不能与之比拟，水胶***以其特有的高安全性能在全国多个省份煤矿井下得到全面强制性推广使用。
从******能量角度看，***的***作功能力与可燃气安全度是一对矛盾关系，现有三级煤矿水胶***虽然具有高瓦斯安全性，但其***威力较低，***破岩能量较低，导致煤矿生产效率较低，生产成本高等问题。研制一种新型高威力三级煤矿许用水胶***，满足高瓦斯矿井安全要求的同时提升***的***威力，改进井巷掘***效果很有必要。
目前国内高威力煤矿许用水胶***的研制已有报道，如安徽理工大学的高威力煤矿许用水胶***，申请号：201210450704.X，是以添加一定含量的的高能物质微细铝粉提高***的***威力和碱金属卤化物来快速降低水胶***的感度的，但金属铝粉在高瓦斯、煤尘环境下易生成二次***的可能，一般不用于高瓦斯矿井***。
发明内容
本发明提供一种在满足三级煤矿许用***安全条件的前提下，通过调整***组分比例、提高爆热值较高的组分，减少正常三级煤矿水胶***配方大理石粉含量，不含有金属铝粉，令加入微量的高效消焰剂碱金属卤化物，从而达到既保证瓦斯安全性能不降低的同时，提高***的威力，进而提高***效率的高威力高三级煤矿水胶***及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明是一种高威力三级煤矿许用水胶***，所述***包括如下重量百分比的物质：
浓度为72%-82%的硝酸铵溶液 25~32份；
浓度为83%-86%硝酸甲胺溶液 35~40份；
固体硝酸铵 9~15份；
硝酸钠 8~12份；
胶凝剂 0.8~1.5份；
交联剂 0.1~0.3份；
敏化剂 2~4份；
消焰剂 5~10份；
本发明的***中还包括高效消焰剂 0.02~0.04份。
优选的：胶凝剂为天然植物胶香豆胶粉或田菁胶粉的一种或几种。
优选的：交联剂为焦锑酸钾溶液。
优选的：敏化剂为膨胀珍珠岩或玻璃微球。
优选的：消焰剂为碳酸钙。
优选的：高效消焰剂为氯化钾或碘化钾的一种或几种。
一种制造高威力三级煤矿许用水胶***的方法，该制造方法包括如下步骤：
a、将高浓度的硝酸铵溶液加水稀释成为72%-82%的硝酸铵溶液，65~75℃保温备用；
b、浓度83%-86%的硝酸甲胺溶液保温加热到60~70℃，备用；
c、按照上述份重将硝酸钠、固体硝酸铵、消焰剂、胶凝剂、敏化剂等固体物料称取后备用；
d 、将所述步骤a制备好的硝酸铵溶液和所述步骤b制备好的硝酸甲胺溶液按照上述份重计量后加入混合罐内，启动搅拌；依次加入所述步骤c称取好的硝酸钠、固体硝酸铵、胶凝剂、消焰剂，搅拌五分钟；停止搅拌，加入敏化剂搅拌2分钟后测量和调节***密度实质在1.05~1.15g/cm3，使之PH值在5.0~5.8；再加入交联剂，搅拌2分钟即得高威力三级煤矿水胶***。
本发明主要性能指标达到：满足三级煤矿许用水胶***的瓦斯安全性能，二级煤矿许用***的***威力。即爆速：≥3.0×103m/s，猛度≥10，殉爆距离≥2，******后作功能力≥220 ml，瓦斯安全度半数引火试验药量≥400g。
本发明的有益效果是：本发明的硝酸铵溶液可以是固体硝酸铵破碎后加热溶解制成，本发明提供一种直接采购高浓度的硝酸铵溶液加水稀释而成，省去了使用固体硝酸铵的贮存、搬运、破碎和溶解过程，而少量的固体硝酸铵采用固体粒状硝酸铵，粒度为85%的（1.0~2.8）mm，生产过程无需进行硝酸铵的破碎，敏化剂为膨胀珍珠岩或玻璃微球，主要用于提高***的感度和调节***的密度，消焰剂为碳酸钙，在******反应中会吸热分解，起到稀释瓦斯的浓度和降低环境温度的作用，从而能起到消焰剂的作用，高效消焰剂为氯化钾或碘化钾的一种或几种，作为金属的卤化物是瓦斯燃烧分解反应很有效的化学阻燃剂，它在***反应中分解形成高分散状态的固体金属无机物，在含量较少的情况下就能起到消焰作用，而卤离子的存在会降低水胶***中的硝酸铵析晶点，易导致***破乳，降低胶状***的贮存稳定性。本发明加入微量的金属卤化物几乎对***稳定性没有影响，本发明提高了生产效率，优化了生产作业环境，节能环保，既安全又能提升***的***威力。
本发明生产过程简单，生产成本低；***性能稳定，煤矿瓦斯安全度高，***威力大，改善了***作业效果。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
如实施例所示，本发明是一种高威力三级煤矿许用水胶***，所述***包括如下重量百分比的物质：
浓度为72%-82%的硝酸铵溶液 25~32份；
浓度为83%-86%硝酸甲胺溶液 35~40份；
固体硝酸铵 9~15份；
硝酸钠 8~12份；
胶凝剂 0.8~1.5份；
交联剂 0.1~0.3份；
敏化剂 2~4份；
消焰剂 5~10份；
本发明的***中还包括高效消焰剂 0.02~0.04份；
所述胶凝剂为天然植物胶香豆胶粉或田菁胶粉的一种或几种；
所述交联剂为焦锑酸钾溶液；
所述敏化剂为膨胀珍珠岩或玻璃微球；
所述消焰剂为碳酸钙；
所述高效消焰剂为氯化钾或碘化钾的一种或几种；
一种制造高威力三级煤矿许用水胶***的方法，所述制造方法包括如下步骤：
a、将高浓度的硝酸铵溶液加水稀释成为72%-82%的硝酸铵溶液，65~75℃保温备用；
b、浓度83%-86%的硝酸甲胺溶液保温加热到60~70℃，备用；
c、按照上述份重将硝酸钠、固体硝酸铵、消焰剂、胶凝剂、敏化剂等固体物料称取后备用；
d 、将所述步骤a制备好的硝酸铵溶液和所述步骤b制备好的硝酸甲胺溶液按照上述份重计量后加入混合罐内，启动搅拌；依次加入所述步骤c称取好的硝酸钠、固体硝酸铵、胶凝剂、消焰剂，搅拌五分钟；停止搅拌，加入敏化剂搅拌2分钟后测量和调节***密度实质在1.05~1.15g/cm3，使之PH值在5.0~5.8；再加入交联剂，搅拌2分钟即得高威力三级煤矿水胶***。
实施例一
一种高威力三级煤矿许用水胶***，所述***包括如下重量百分比的物质：浓度为72%的硝酸铵溶液25份、浓度为86%硝酸甲胺溶液40份、固体硝酸铵14份、硝酸钠份10、田菁粉1.2份、交联剂0.2份、膨胀珍珠岩3份、碳酸钙粉6份、碘化钾 0.04份；
按照上述组份和含量，按照如下制备步骤制成本发明的高威力高安全煤矿水胶***，
具体操作步骤如下：
a、将高浓度的硝酸铵溶液加水稀释到72%浓度，65~75℃保温备用；
b、制备好的86%硝酸甲胺溶液保温加热到60~70℃，备用；
c、称取硝酸钠10份、固体硝酸铵14份、铝粉、田菁粉1.2份、膨胀珍珠岩3份，备用；
d 、将所述步骤a制备好的硝酸铵溶液和所述步骤b制备好的硝酸甲胺溶液按照上述份重计量后加入混合罐内，启动搅拌；然后依次加入步骤c中称取好的硝酸钠、固体硝酸铵、田菁粉、碳酸钙粉搅拌五分钟；停止搅拌，加入铝粉，膨胀珍珠岩搅拌2分钟后测量和调节密度在1.05~1.15g/cm3，PH值控制在5.0~5.8；再加入交联剂，搅拌2分钟即得高威力高安全煤矿水胶***。
性能检测结果：***密度1.06g/cm3、爆速3329m/s、猛度，13.3mm、殉爆距离4cm、作功能力2556ml、瓦斯安全度半数试验药量≥400g。
实施例二
一种高威力三级煤矿许用水胶***，所述***包括如下重量百分比的物质：浓度为81%的硝酸铵溶液32份、浓度为83%硝酸甲胺溶液38份、固体硝酸铵10份、硝酸钠9份、田菁粉1.3份、焦锑酸钾溶液0.3份、膨胀珍珠岩 2.4份、碳酸钙粉7份、碘化钾0.03份；
根据上述组份和含量，按照实例1的具体操作步骤，即制得高威力高安全煤矿许用水胶***。
性能检测结果：***密度1.07g/cm3,，爆速3456m/s，猛度，13.5mm，殉爆距离4cm，作功能力2612ml、瓦斯安全度半数试验药量≥400g。
实例三
一种高威力三级煤矿许用水胶***，所述***包括如下重量百分比的物质：浓度为74%的硝酸铵溶液30份、浓度为85%硝酸甲胺溶液37份、固体硝酸铵12份、硝酸钠12份、田菁粉1.1份、焦锑酸钾溶液0.3份、膨胀珍珠岩 2.6份、碳酸钙粉9份、氯化钾0.02份；
根据上述组份和含量，按照实例1的具体操作步骤，即制得高威力高安全煤矿许用水胶***。
性能检测结果：***密度1.05g/cm3,，爆速3307m/s，猛度，12.9mm，殉爆距离5cm，作功能力2589ml、瓦斯安全度半数试验药量≥400g。
实例四
一种高威力三级煤矿许用水胶***，所述***包括如下重量百分比的物质：浓度为80%的硝酸铵溶液29份、浓度为85.5%硝酸甲胺溶液38份、固体硝酸铵10份、硝酸钠11份、香豆粉0.9份、焦锑酸钾溶液0.3份、膨胀珍珠岩 3.5份、碳酸钙粉7.3份、碘化钾0.02份；
根据上述组份和含量，按照实例1的具体操作步骤，即制得高威力高安全煤矿许用水胶***。
性能检测结果：***密度1.07g/cm3,，爆速3445m/s，猛度，14.0mm，殉爆距离4cm，作功能力2643ml、瓦斯安全度半数试验药量≥400g。
实例五
一种高威力三级煤矿许用水胶***，所述***包括如下重量百分比的物质：浓度为76%的硝酸铵溶液28份、浓度为86%硝酸甲胺溶液39份、固体硝酸铵11份、硝酸钠10份、香豆粉1.0份、焦锑酸钾溶液0.3份、膨胀珍珠岩 2.2份、碳酸钙粉8.5份、氯化钾0.04份；
根据上述组份和含量，按照实例1的具体操作步骤，即制得高威力三级煤矿许用水胶***。
性能检测结果：***密度1.05g/cm3,，爆速3278m/s，猛度，12.6mm，殉爆距离3cm，作功能力2518ml、瓦斯安全度半数试验药量≥400g。
本发明主要性能指标达到：满足三级煤矿许用水胶***的瓦斯安全性能，二级煤矿许用***的***威力。即爆速：≥3.0×103m/s，猛度≥10，殉爆距离≥2，******后作功能力≥220 ml，瓦斯安全度半数引火试验药量≥400g。本发明生产过程简单，生产成本低；***性能稳定，煤矿瓦斯安全度高，***威力大，改善了***作业效果。
Claims (7)
1.一种高威力三级煤矿许用水胶***，其特征在于：所述***包括如下重量百分比的物质：
浓度为72%-82%的硝酸铵溶液 25~32份；
浓度为83%-86%硝酸甲胺溶液 35~40份；
固体硝酸铵 9~15份；
硝酸钠 8~12份；
胶凝剂 0.8~1.5份；
交联剂 0.1~0.3份；
敏化剂 2~4份；
消焰剂 5~10份；
本发明的***中还包括高效消焰剂 0.02~0.04份。
2.根据权利要求1所述一种高威力三级煤矿许用水胶***，其特征在于：所述胶凝剂为天然植物胶香豆胶粉或田菁胶粉的一种或几种。
3.根据权利要求1所述一种高威力三级煤矿许用水胶***，其特征在于：所述交联剂为焦锑酸钾溶液。
4.根据权利要求1所述一种高威力三级煤矿许用水胶***，其特征在于：所述敏化剂为膨胀珍珠岩或玻璃微球。
5.根据权利要求1所述一种高威力三级煤矿许用水胶***，其特征在于：所述消焰剂为碳酸钙。
6.根据权利要求1所述一种高威力三级煤矿许用水胶***，其特征在于：所述高效消焰剂为氯化钾或碘化钾的一种或几种。
7.一种制造权利要求1至6的任一项所述高威力三级煤矿许用水胶***的方法，其特征在于：所述制造方法包括如下步骤：
a、将高浓度的硝酸铵溶液加水稀释成为72%-82%的硝酸铵溶液，65~75℃保温备用；
b、浓度83%-86%的硝酸甲胺溶液保温加热到60~70℃，备用；
c、按照上述份重将硝酸钠、固体硝酸铵、消焰剂、胶凝剂、敏化剂等固体物料称取后备用；
d 、将所述步骤a制备好的硝酸铵溶液和所述步骤b制备好的硝酸甲胺溶液按照上述份重计量后加入混合罐内，启动搅拌；依次加入所述步骤c称取好的硝酸钠、固体硝酸铵、胶凝剂、消焰剂，搅拌五分钟；停止搅拌，加入敏化剂搅拌2分钟后测量和调节***密度实质在1.05~1.15g/cm3，使之PH值在5.0~5.8；再加入交联剂，搅拌2分钟即得高威力三级煤矿水胶***。
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