Состав для предупреждения самонагревания угля

СОКЗ СОНГ 1 СКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕГ:ПУБЛИК 21 Е 5/ САН ЕТЬНИЯ венный универси Жэда ство СССРб, 1982,именение быстрох растворов для х пожаров. - Угол П НИЯ САся к горному делу но для профилакков и скоплений альдегидрок Кф- Б,0 с (Л 8 - 35 5 - 8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕИИЯМ И ОТКРЫТИЯПРи гкнт сссР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СОСТАВ ДЛЯ ПРЕД МОНАГРЕВАНИЯ УГРЯ (57) Изобретение относи и может быть использо тической обработки це Изобретение относится к горному делу, преимущественно к технике безопасности, и может быть использовано для профилактической обработки целиков и скг лений разрыхленного угля на складах и открытых разработках, а также для обнаружения участка самонагревания угольного массива на ранних стадиях.Цель изобретения - повышение ингибирующей эффективности состава.Состав содержит компоненты при следующем соотношении, мас.0 ь:Карбамидоформальдегидная смола 2 Бишофит Поверхностно-активное вещество анионного типа 0,5-2,0 Вода Остальное, БО 16526 разры кленного угля, Цель изобретения - повышение ин ибирующеи эффективности сост",ва. Состав содержит следующие компоне .1 ы при их соотношении, мас.%: карбамидоформальдетидная смола 28 -35; бишофгп 5 - 8, поверхностно активное вещество анионного типа 0,5-2,0: вода - остальное, При взаиглодейс 1 вии карбамидоформальдегидной сл;олы с Ьишофитом образуются твердые гели. В иооессе самонагревания /гля из у 1 оль ого массива при 40-60 С начинает и паряться г,нешняя вода, которая под спенивает твердый гель Вспучивание состава при повышении температуры позволяет обнаружить участок,.ал 1 онагревания на раннеи стадии и повышает ин ибируюцтул способность состава за счет более плотного заполнения пор и трещин в угле и предотвращения доступа кислорода к ктивным центрам угля 1 табл. В качестое карбамидоформной смолы использукп смолы маКФ - Ж, ГОСТ 14231 - 78Бишофит Прикаспийского месторождения представляет собой нетоксичные серого цвета кристаллогидраты или рассол.Химическая характеристика рассола бишофита, г/л: М 9 210 - 230; О 420 - 450; Вг 5,0-5,6; В 0,05 - 0,6, 50 а 1,32 - 1,4 НСОз 0,4-0,5 Хйа + К 0,3-0,5; Ан. + Кат. 440-460; РН 4,4, Плот:.ость рассола 1,34 г/см .В качестве поверхностно-активного вещества используют ПАВ анионного типа - соли карбоновых кислот В СОО (где Ме - металл, алкилсульфаты, алкилсульфонаты) например, сульфонол НПТУ 84-509 - 81,Введение ПАВ в предлагаемый состав снижает его поверхностное натяжение, чтоспособствует повышению кратности вспучивания состава.Кроме того, практически, все угли гидрофобны, т. е. плохо смачиваются водой. Поэтому для улучшения эффективности обработки угля в растворы необходимо добавлять ПАВ. Это приводит к образованию на поверхности частиц угля смачивающих пленок, устойчивых эа счет сил электростатического отталкивания одноименно заряженных поверхностей пленок, Эффективность защитного действия пленки зависит от смачивающей способности композиции, а следовательно, от скорости и глубины проникновения жид. кости в поры угля.При взаимодействии карбамидоформальдегидной смолы с бишофитом образуются твердые гели, При формировании твердого геля из раствора полимера первичным структурным элементом является макромолекула. Механизм гелеобраэования включает стадию образования ассоциатов гелеобразной структуры, а затем твердой структуры с определенной надмолекулярной упорядоченностью.Основу каркаса твердого геля выполняют макромолекулы карбамидоформальдегидной смолы, с которыми в термодинамическом равновесии находятся кристаллогидраты бишофита. Гидратация в данном случае обусловливается образованием донорно-акцепторных связей, в результате которых химически связанная вода удерживается в каркасе твердого геля длительный промежуток времени.При наличии в твердом геле кристаллогидратов бишофита не происходит разрыва связей в кристаллической решетке. И для того, чтобы удалить химически связанную воду, молекулам воды необходимо преодолеть диффузионное сопротивление полимерных частиц, что может быть достигнуто только при температуре выше 200 С,Помимо химически связанной воды в каркасе твердого геля, образованного из карбамидоформальдегидной смолы и бишофита, на поверхности угля также находится свободная и связанная вода. Свободная вода адсорбируется поверхностью угля с образованием адсорбционных соединений,Связанная вода образуется в результате химического соединения угля с минеральным веществом, Свободная вода, в свою очередь, делится на внутреннюю, т. е. адсорбируемую углем в капиллярах, и внешнюю, адсорбируемую в трещинах и на поверхности зерен угля, При самонагревании угля внешняя вода удаляется при температуре 40-60 С, а внутренняя - при температуре более 100 С. В процессе самонагреванияглг иэ угольного массива при температуре40-60 С начинает испаряться внешняя во 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 да. При этом она подвспенивает твердый гель, состоящий из карбамидоформальдегидной смолы и бишофита.Образовавшийся гель вместе с массивом нагревается и происходит выделение смеси газообразных продуктов, таких как диоксид углерода, формальдегид, вследствие чего состав увеличивается в объеме (вспучивается), что приводит к повышению иго ибирующей способности состава за счет более эффективного плотного заполнения трещин и микротрещин, блокирования пор в угле и предотвращения доступа кислорода к активным центрам угля.Кроме того, вспучивание состава при повышении температуры позволяет обнаружить уча",ток самонагреоания на ранней стадии. Для удаления внутренней химически связанной воды как из твердого геля, так и из угля необходима более высокая температура, при которой в составе, нанесенном на поверхность угля, и на ингибирующих активных центрах угольной поверхности происходит деструкция и изменение структуры. Характер превращений в данном случае определяется количественным критерием Т - температурой самовозгорания, при которой происходит интенсивная потеря массы образца угля.Для повышения температуры самовозгорания угля необходимо ввести стабилизаторы - антиоксиданты. Бишофит, вводимый в состав на основе карбамидоформальдегидн ой смол ы, и ридает отве ржден ному составу водоудерживающие свойства, т, е, способствует уменьшению скорости испарения воды, повышению степени ингибирования, увеличению времени инверсии,Профилактические работы по предупреждению зндогенных пожаров заключаются в нагне гиии в пласт через шпуры под давлением предлагаемого состава, но возможна также и обработка скоплений разрыхленного угля любым аппаратом, работающим от сжатого воздуха.Эффективность предлагаемого состава оценивалась по снижению химической активности угля, обработанного антипирогеном, повышению температуры самовозгорания угля, ум; ньшению удельной поверхности угля, обработанного предлагаемым составом.При исследовании физико-химических свойств антипирогенов варьировались концентрации компонентов.Примеры, подтверждающие возможность получения положительного эффекта при использовачии всей совокупности су1652616 Составитель И. ФедяеваТехред М,Моргентал Корректор С. Шевкун Редактор С. Лисина Заказ 1757 Тираж 294 Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 щественных признаков изобретения приведены в таблице.Как видно из таблицы, при обработке угля предлагаемым составом химическая активность уменьшается при 5 минимальном соотношении компонентов в 4 раза (состав 1) по сравнению с углем, обработанным водой (состав 7), Наилучшие физико-химические показатели имеют составы 2-4. Химическая 10 активность угля обработанного составами 2-4 снижается в 5-6 раэ по сравнению с углем, обработанным водой (состав 7) и в 2,7-3 раза по сравнению с прототипом. 15Удельная поверхность угля, обработанного составами 2-4 уменьшается в 4-6 раз по сравнению с углем, обработанным водой(состав 7, и в 2-4 раза по сравнению с прототипом,Формула изобретенияСостав для предупреждения самонагревания угля, включащий карбамидоформальдегидную смолу и отвердитель, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышенияингибирующей эффективности состава, ондополнительно содержит поверхностно-активное вещество анионного типа и воду, а вкачестве отвердителя он содержит бишофитпри следующем соотношении компонентов,мас. :Карбамидоформальдегидная смола 28-35;бишофит 5 - 8;поверхностно-активное вещество анионного типа 0,5-2,0;Вода Остальное