[發明專利]一種煤礦用化學注漿充填密封材料及其制備方法、使用方法

無效

• 申請號: 201210002228.5
• 申請日: 2012-01-05
• 公開（公告）號: CN102702675A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 鄭先軍;李紅英
• 申請（專利權）人: 北京東方雨虹防水技術股份有限公司
• 主分類號: C08L61/06
• 分類號: C08L61/06;C08L61/10;C08J9/08;C08J9/10;E21D11/00
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 高萍

技術領域

本發明涉及化學注漿材料，尤其涉及一種煤礦用化學注漿充填材料，屬于化學材料領域。

背景技術

我國煤炭儲量大，地質條件復雜，煤層狀況復雜，安全問題十分突出，生產效率普遍還比較低。我國煤礦主要是井工開采，需要在地下開掘規模巨大的巷道，由于我國的煤礦沉積巖層呈現強度低、破碎、地應力高；護巷煤柱小，動壓影響強烈等特點，其中巷道支護、工作面煤壁加固、巷道加固、巷道高冒區充填、堵水、防滅火、采空區密閉等相關安全材料等是直接影響礦井安全、產量與效益的關鍵技術。

注漿材料從最初的石灰和黏土、水泥，發展到水泥-水玻璃、各種化學注漿材料、超細水泥注漿材料。傳統的無機材料作為充填密封材料使用存在著施工效率低、注漿困難、不發泡導致填充用量大等缺點，而化學注漿材料作為充填密封材料使用的，目前市場上只有聚氨酯、脲醛樹脂、酚醛樹脂、改性水玻璃等幾種。

盡管聚氨酯充填材料具有發泡倍率高、充填用量少、遇水發泡等優點，但在煤礦中使用存在價格較貴、應用成本高、阻燃性差等致命缺陷。而脲醛樹脂充填材料雖然粘度小，施工方便，發泡倍率高，力學性能較好，但是脲醛樹脂原料單體含量高，揮發性大，污染環境，在當今愈來愈重視環保的前提下，應用將受到影響。雖然酚醛樹脂充填材料粘度小，施工方便，發泡倍率高，單體含量少，阻燃，抗靜電等優點，但大多采用鹵代烴作為發泡劑，對環境造成污染，限制其應用。水玻璃作為充填材料使用，價格低廉，發泡倍率低，力學性能較差，也限制了它的應用。

因此，本領域存在需要開發一種安全、不污染環境、價格低廉、施工性能良好的充填材料的迫切需求。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本申請發明人通過大量試驗提供了一種價格低廉、安全環保、方便施工的煤礦用化學注漿材料，相應的本發明還公開其制備方法和使用方法。

為實現上述目的，本發明是通過下述技術方案實現的：

一種煤礦用化學注漿充填材料，包括A、B兩個組分，所述A組分以酚醛樹脂為主劑，配以助劑，所述助劑包括發泡劑、泡沫穩定劑、阻燃劑、特種助劑等中的一種和/或一種以上的混合物；所述B組分為固化劑。

其中，所述A、B組分按照一定組成比例混合后形成發泡材料，以重量份計含有如下組分：

在本發明中，所述酚醛樹脂是由酚與醛在堿性條件下合成的甲階酚醛樹脂；其中合成樹脂所用的酚類選自苯酚、甲酚、二甲酚、雙酚A等中的一種和/或一種以上的混合物，優選苯酚，合成樹脂所用的醛類選自甲醛、乙醛、多聚甲醛、糠醛等中的一種和/或一種以上的混合物，優選甲醛。

在本發明中，所述的發泡劑為化學發泡劑，是能與固化劑反應產生氣體、或者加熱能分解產生氣體的物質，選自碳酸鹽類和偶氮類發泡劑中的一種和/或一種以上的混合物，優選的是碳酸鈉、偶氮二異丁氰等中一種和/或一種以上的混合物。

在本發明中，所述泡沫穩定劑為表面活性劑，包括陽離子表面活性劑，陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑等中的一種和/或一種以上的混合物。以上所述的幾種表面活性劑為化學化工手冊廣泛記載，本發明中可任選的采用任意一種上述所述的表面活性劑。

在本發明中，所述特種助劑為流變助劑、分散劑和增韌劑等中的一種和/或一種以上的混合物。其中所述分散劑為親油性或親水性界面活性劑，優選海明斯德謙903、904、912、923、926、931等中的一種和/或一種以上的混合物；所述流變助劑是經特殊加工的蒙脫石粘土類增稠劑，粒徑細微，易于分散在水中，優選海明斯德謙201、202、211F、908、275等中的一種和/或一種以上的混合物；所述增韌劑為低分子量聚合物，優選聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚乙烯醇等中的一種和/或一種以上的混合物。

在本發明中，所述阻燃劑選自磷系阻燃劑、鹵系阻燃劑和氮系阻燃劑等中的一種和/或一種以上的混合物，其中所述磷系阻燃劑包括TCEP、TCPP、磷酸三苯酯等；所述鹵系阻燃劑包括有機氯化物和有機溴化物，如氯化石蠟；所述氮系阻燃劑包括蜜胺及其衍生物和相關的雜環化合物，如三聚氰胺、三聚氰胺磷酸鹽等。

在本發明中，所述固化劑為酸性固化劑，包括有機酸或/和無機酸的混合物，優選的是有機酸和無機酸組合使用，所述有機酸含量為固化劑的50％～80％；所述無機酸含量為固化劑的20～50％。其中有機酸包括有機羧酸或有機磺酸，如醋酸、苯甲酸、對羥基苯磺酸、鄰羥基苯磺酸中的一種和/或一種以上的混合物，優選磺酸；無機酸包括鹽酸、硫酸、磷酸中的一種和/或一種以上的混合物，優選硫酸和磷酸。