[發(fā)明專利]煤礦綜采工作面超前支承壓力區(qū)深孔注漿材料及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610241555.4
• 申請日: 2016-04-19
• 公開（公告）號: CN105777021B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊祖強(qiáng);王雨利;張耀輝;劉旭鋒;張建鋒;陳兵;洪紫杰;李東華;袁印
• 申請（專利權(quán)）人: 河南力行科創(chuàng)礦山技術(shù)開發(fā)有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B111/70
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司41125
• 代理人: 張紹琳,鄭園

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦深孔注漿材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種煤礦綜采工作面超前支承壓力區(qū)深孔注漿材料及其制備方法。

背景技術(shù)

綜采工作面超前支承壓力導(dǎo)致煤體和頂板破碎，是造成煤壁片幫和冒頂?shù)闹匾颍瑫r在工作面超前支承壓力作用下，煤巖層裂隙增加、貫通性提高，可注性增加。在超前支承壓力區(qū)對煤體深孔注漿是一種解決工作面煤壁片幫問題的有效手段。因此，在超前支承壓力區(qū)實施注漿，不但可提高注漿量，獲得良好的注漿效果，同時可快速提高破碎煤巖體強(qiáng)度，有效防治綜采工作面，尤其是大采高工作面煤壁片幫和冒頂事故。在該區(qū)域?qū)嵤┳{不僅要求材料具備較好的流動性和滲透性，同時凝結(jié)時間不能過短，以滿足深孔注漿的施工需要，另外要求材料具備早強(qiáng)特性，在8~24h內(nèi)達(dá)到足夠強(qiáng)度，以滿足工作面快速推進(jìn)的需要。

目前工程普遍使用普通水泥和高分子材料，普通水泥注漿材料雖然材料來源豐富、價格低廉、耐久性較高，但其存在顆粒粒徑大、強(qiáng)度增長緩慢、可注性差、早期強(qiáng)度低等缺點；高分子注漿材料雖然具有滲透性強(qiáng)，凝結(jié)較快等優(yōu)點，但其存在價格昂貴、有毒且易燃等缺點。基于此本發(fā)明人結(jié)合工作面超前支承壓力規(guī)律和工作面推進(jìn)速度，提供了一種深孔注漿材料，該材料具有早期強(qiáng)度高，流動性能好、滲透性強(qiáng)等諸多優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對綜采工作面超前支承壓力區(qū)注漿工程特點，研發(fā)一種深孔注漿的材料，該材料具有早期強(qiáng)度高、可注性強(qiáng)、擴(kuò)散范圍大、價格較低等優(yōu)點。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種煤礦綜采工作面超前支承壓力區(qū)深孔注漿材料，所述的注漿材料包括下述重量份數(shù)的原料：超細(xì)水泥100份，早強(qiáng)劑1.5～2.5份，減水劑0.5～1.5份，懸浮劑0.5～1.0份，所述的注漿材料采用的水灰質(zhì)量比為0.6～0.8：1。

所述的超細(xì)水泥（普通硅酸鹽）比面積達(dá)到600m²/kg。

所述的早強(qiáng)劑為硫酸鈉、硫酸鉀或亞硝酸鈉中的一種或者幾種。

所述的減水劑為萘系高效減水劑、密胺高效減水劑或聚羧酸系高效減水劑。

所述的懸浮劑為羧甲基纖維素鈉、黃原膠或膨潤土。

所述的煤礦綜采工作面超前支承壓力區(qū)深孔注漿材料的制備方法，步驟如下：

（1）將超細(xì)水泥、早強(qiáng)劑、減水劑和懸浮劑按各組分重量配比稱取置于混料設(shè)備中，混合20～30min；

（2）取上述混合料，按水灰質(zhì)量比為0.6～0.8：1加入水，于攪拌機(jī)中攪拌5～10min，即得該注漿材料。

所述步驟（2）得到的注漿材料初凝時間大于45min，終凝時間大于4h，3d齡期單軸抗壓強(qiáng)度大于25MPa。

本發(fā)明的有益效果為：采用超細(xì)水泥作為主料并添加一定量減水劑提高了該注漿材料的可注性與流動性，提高了深孔注漿時對于微裂隙的滲透能力，增大了漿液擴(kuò)散范圍；在材料中加入一定量早強(qiáng)劑可提高材料的早期強(qiáng)度，充分適應(yīng)了高產(chǎn)高效礦井工作面快速推進(jìn)的需要；在材料中加入一定量的懸浮劑，可保證漿液在擴(kuò)散過程中保持均一、穩(wěn)定，不會出現(xiàn)顆粒沉降和泌水離析；該材料為單液材料簡化了制備與注漿工藝；該注漿材料相對于高分子材料來講價格低廉。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的深孔注漿材料的制備步驟示意圖。

具體實施方式

下面以具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

實施例1

本實施例的煤礦綜采工作面超前支承壓力區(qū)深孔注漿材料的制備方法如下：

取超細(xì)水泥100kg，早強(qiáng)劑2kg，減水劑1kg，懸浮劑0.5kg，置于混合設(shè)備中混合30min，充分混勻；取50kg的上述混合料置于攪拌機(jī)中，按0.6：1的水灰比加入30kg的水，攪拌5～10min，即可制得該注漿材料；將混合好的漿液置于成型模具中，將成型材料置于標(biāo)準(zhǔn)混凝土養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)。

實施例2

本實施例的煤礦綜采工作面超前支承壓力區(qū)深孔注漿材料的制備方法如下：

取超細(xì)水泥100kg，早強(qiáng)劑2kg，減水劑0.5k g，懸浮劑1.0kg，置于混合設(shè)備中混合30min，充分混勻；取50kg的上述混合料置于攪拌機(jī)中，按0.8：1的水灰比加入40kg的水，攪拌5～10min，即可制得該注漿材料；將混合好的漿液置于成型模具中，將成型材料置于標(biāo)準(zhǔn)混凝土養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)。

實施例3

本實施例的煤礦綜采工作面超前支承壓力區(qū)深孔注漿材料的制備方法，步驟如下：