[發明專利]一種千米深凍結管環形空間充填固結用特定比重復合材料漿液

有效

• 申請號: 201310548664.7
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103880365B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 惠本利;王建平;楊偉光;馮旭海;趙房成;郭壘;劉書杰;高曉耕;高偉;滕德強;宋雪飛;田樂;姜國靜;徐潤;李寧
• 申請（專利權）人: 中煤陜西榆林能源化工有限公司;北京中煤礦山工程有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B28/06
• 代理公司: 北京權泰知識產權代理事務所(普通合伙)11460
• 代理人: 王道川

技術領域

本發明涉及煤礦深井建設凍結法施工領域，特別是一種適用于千米深凍結孔環形空間充填固結技術領域用的特定比重復合材料漿液。

背景技術

煤礦建設領域凍結法鑿井是在井筒開鑿前，用人工制冷的方法，將井筒周圍地層凍結成封閉的環形凍結壁以抵抗地壓并隔絕地下水與井筒的聯系，在凍結壁保護下進行井筒掘砌工作的一種煤礦特殊施工方法。由于凍結法施工的安全有效性，目前越來越多的井筒采用凍結法施工。

隨著井筒深度的增加，全深凍結施工中，深部凍結管可能穿過馬頭門、水倉或聯絡巷等井下構筑物。在凍結期結束凍結壁自然解凍或強制解凍后，凍結孔施工中凍結管與凍結孔之間的環狀空間起到通道作用，凍結孔穿過的含水地層可能經環狀空間將大量地下水輸送至馬頭門、巷道等位置，嚴重時可造成淹井事故。目前解決環狀空間導水問題一般采用水泥漿置換鉆孔泥漿。隨著一次凍全深井筒凍結深度的不斷加深，尤其是千米深井對置換用水泥漿的漿液穩定性、漿液凝固時間、固結體強度等方面都有了更高的要求。

傳統水泥漿在使用中存在保水性差、穩定性差、比重難以精確調控、凝結時間無法滿足千米深井環形空間充填固結下放凍結管的要求等諸多問題。因此，為滿足千米深井凍結法施工工藝對凍結管環形空間置換充填固結的要求，開發具有穩定性高、流動性好、凝結時間長、漿液比重可精確調控、安全、無毒無害、環保、使用方便、經濟性高的材料對千米深井凍結法施工具有重要意義和實用價值。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明的目的克服現有深井煤礦建設凍結法施工中凍結孔環形空間充填固結材料的不足，充分考慮千米深井凍結法施工特點對凍結管環形空間充填固結材料的要求，提供一種安全、無毒無害、環保、使用方便、經濟性好、且漿液穩定性好、流動性好、凝結時間可控、結石率高并且漿液比重可根據需要精確調控的適用于千米深井凍結法施工凍結孔環形空間固結充填的復合材料。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種千米深凍結管環形空間充填固結用特定比重復合材料漿液，由如下組分組成且各組分按重量份計：膠凝材料20-50份、比重調節材料1-50份、復合外加劑0.1-20份、水30-85份。

上述千米深凍結管環形空間充填固結用特定比重復合材料漿液，所述的膠凝材料為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥和低堿度硫鋁酸鹽水泥中的一種或幾種組合。

上述千米深凍結管環形空間充填固結用特定比重復合材料漿液，所述的比重調節材料為漂珠、石灰石粉和重晶石粉中的一種或幾種組合。

上述千米深凍結管環形空間充填固結用特定比重復合材料漿液，所述的復合外加劑為無機穩定劑、有機穩定劑、結構補強劑和緩凝劑的一種或幾種組合。

上述千米深凍結管環形空間充填固結用特定比重復合材料漿液，在所述的復合外加劑中：無機穩定劑大于0重量份且小于等于100重量份，有機穩定劑大于0重量份且小于等于100重量份，結構補強劑大于0重量份且小于等于100重量份，緩凝劑大于0重量份且小于等于100重量份。

上述千米深凍結管環形空間充填固結用特定比重復合材料漿液，無機穩定劑為膨潤土、粉煤灰、硅酸鈉和海泡石中的一種或幾種組合。

上述千米深凍結管環形空間充填固結用特定比重復合材料漿液，有機穩定劑為聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、甲基羥乙基纖維素醚和甲基羥丙基纖維素醚中的一種或幾種組合。

上述千米深凍結管環形空間充填固結用特定比重復合材料漿液，結構補強劑為粉煤灰和硅灰中的一種或兩種組合。

上述千米深凍結管環形空間充填固結用特定比重復合材料漿液，緩凝劑為酒石酸、檸檬酸、水楊酸、纖維素、磷酸鈉、葡萄糖酸鈉和蔗糖中的一種或幾種組合。

本發明的有益效果是：

本發明的千米深凍結管環形空間充填固結用特定比重復合材料漿液具有如下優點：安全、無毒無害、環保、使用方便、經濟性高，漿液比重可根據施工需要方便調控，并具有穩定性好、流動性好、凝結時間可調控、結石率高、施工使用簡便的特點，能夠滿足千米深凍結管環形空間充填固結的要求。

具體實施方式

實施例一

本實施例的千米深凍結管環形空間充填固結用特定比重復合材料漿液由下列組分組成：PC.32.5復合硅酸鹽水泥350kg、比重調節材料250kg、水700kg、結構補強材料100kg、有機穩定劑0.6kg、緩凝劑2.3kg。