[發明專利]一種快凝軟巖注漿材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710874244.6
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107628789B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 惲玉新;季美
• 申請（專利權）人: 嘉興晟源工業設計有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C09K8/467;C04B111/70
• 代理公司: 杭州知管通專利代理事務所(普通合伙) 33288
• 代理人: 黃華

本發明公開了一種快凝軟巖注漿材料的制備方法，屬于注漿材料技術領域。本發明通過對聚乙二醇接枝馬來酸酯端基基團后，通過改性后的馬來酸酐改性注漿材料的含有大量活性端基，與煤巖體破碎面具有很強的粘結作用，通過泵壓或膨脹內壓作用將其滲入煤巖體縫隙、裂隙及松散地質層中，能在較短的時間內與破碎煤巖體粘結在一起，并固結達到較高的強度；且本發明通過聚乙二醇分散在溶液中并對漿料中無機材料進行包覆，在注漿材料內部形成過渡層，有效改善材料之間的相容性能，同時聚乙二醇的加入有效提高材料的凝結速度，降低注漿材料凝結所需時間，并有效提高注漿材料的力學性能。

技術領域

本發明公開了一種快凝軟巖注漿材料的制備方法，屬于注漿材料技術領域。

背景技術

我國煤礦每年新掘進巷道總長度高達8000km，其中有多半是開掘在煤層中的煤巷。我國煤礦開采深度以8～12m/年的速度增加，最深達1300多米，預計20年后，我國有很多煤礦將進行1500m的深部開采。深部開采會引起高地溫、高水壓、高地壓和強烈的開采動壓的影響。隨著煤礦開采深度的增加，受地質條件的影響，不可避免的要面對越來越多的軟巖問題。據調查，由于松軟圍巖采煤工作面頂板冒落造成工作面停產時間占總停產時間的50％左右，我國每年大約有20％左右的采煤工作面因頂板控制狀態不理想而處于低產狀態。越來越多的巷道布置在煤層中，圍巖壓力加大，巷道圍巖控制難度增加，巷道變形、失穩已成為制約礦井安全高效生產的重大問題。在軟巖中開拓巷道，由于變形使巷道圍巖釋放了大量的能量，擴大了圍巖弱面進一步發展，同時圍巖膨脹、松動、變形、破碎，產生新的裂隙，擴大巷道圍巖松動圈的范圍，破碎區圍巖的性質同破碎之前相比，有較大的差異。對于軟圍巖回采巷道，圍巖變形量大，為了改善巷道維護狀況，可采取兩種有效方式。一方面要努力改善周圍巖體結構及其性能，提高巷道周圍巖體承壓的能力和充分發揮圍巖潛在的自身承載能力；另一方面要研究圍巖和支護的相互關系，采用合理的支護措施，才能有效地對圍巖進行維護。

煤礦軟巖巷道不穩定影響采礦工程的進度和質量、增加工人勞動的風險、給煤礦生產帶來了危險因素、嚴重者甚至造成生命和財產的重大損失。我國煤田水文地質情況復雜，有許多待開采的煤炭儲量受到較為嚴重的軟圍巖的威脅，對其進行防治具有非常重要的現實意義。同時，隨著越來越多的煤礦進入深部開采，由于深部巖石具有高應力、高溫、流變現象嚴重的軟巖較多，煤礦軟巖巷道的支護技術等問題面臨更大挑戰。然而，注漿支護是礦井軟巖巷道支護的重要方法之一，合適的注漿支護，具有減輕礦井支護負擔，降低噸煤成本，提高工效和質量，加固井巷薄弱地段，減少突水機率、延長礦井服務年限的明顯優點。但是現有軟巖由于松軟破碎，工程性質差，易發生吸水膨脹，影響加固效果，所以研究一種注入能力強，凝結時間短、結石體強度高、抗滲性能好的特點，又不能使軟巖吸水膨脹變形影響加固效果的注漿材料很有必要。

發明內容

本發明主要解決的技術問題：針對現有軟巖由于松軟破碎，工程性質差，易發生吸水膨脹，影響加固效果的問題，提供了一種快凝軟巖注漿材料的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

（1）按重量份數計，分別稱量45～50份甲苯、10～15份聚乙二醇400和6～8份馬來酸酐攪拌混合并置于三口燒瓶中，油浴加熱并通氮氣，保溫反應后，靜置冷卻至室溫，過濾得濾液，得改性液；

（2）取重度鹽堿土，真空干燥并球磨過篩，得球磨粉末，按質量比1：5：10，將球磨粉末、改性液和去離子水攪拌混合，靜置并超聲分散，收集得分散液；

（3）按重量份數計，分別稱量45～50份高爐礦渣、10～15份偏高嶺土、5～10份硅酸鹽水泥球磨過篩得過篩粉料；

（4）按重量份數計，分別稱量45～50份分散液、5～8份水玻璃和35～40份過篩粉料并置于攪拌機中，攪拌混合1，即可制備得一種快凝軟巖注漿材料。

步驟（1）所述的油浴加熱溫度為150～160℃。