[發明專利]早強型礦用密封材料

有效

• 申請號: 201810894415.6
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN108947351B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 吉小利;劉健;馬夢曉;羅麒;盧婷;范春陽
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發明公開了一種早強型礦用密封材料，包括如下重量份計的各組分：水滑石類早強組分1?5份、有機物早強組分0.1?0.6份、減水組分0.1?0.8份、水40?45份、水泥95?100份。本發明提出的一種早強型礦用密封材料，早強效果突出，1天抗壓強度高達14.58MPa，3天抗壓強度高達26.33MPa，凝結時間小于500min，較好地滿足在提高封孔材料早期強度的情況不影響其工作性能的要求，完全滿足礦井瓦斯抽采和深孔爆破的使用要求。

技術領域

本發明涉及封孔材料技術領域，尤其涉及了一種適用于煤礦瓦斯抽采鉆孔封孔的早強型礦用密封材料。

背景技術

煤炭是我國主要的能源，然而在開采的過程中常常伴隨著各種災害事故的發生，瓦斯突出是最突出的問題，嚴重制約著煤礦的安全開采。鉆孔抽采是煤礦瓦斯治理的基礎手段，這種技術打好鉆孔后需要對鉆孔進行密封，封孔材料的封孔效果尤為重要，嚴重影響瓦斯抽放效果。

目前煤層瓦斯壓力的測定、抽采鉆孔的直接封孔技術有采用有機材料或無機材料進行封堵，包括粘土人工封堵、機械注水砂漿封孔、發泡聚合材料封孔。其中粘土封孔方法封孔長度較短，且黃泥遇水會變軟，強度無法達到封孔的要求；機械注水砂漿封孔水泥凝結速度較慢、體積自收縮大、析水現象嚴重，且煤礦環境復雜，開采深度日益加深，水泥基封孔材料會因井下高溫、高濕、高腐蝕性的環境而導致早期強度遠不能達到煤層增透與瓦斯抽采所需的要求。

中國專利，CN107118560A公開了《一種煤礦用密封填充材料的制備方法》，將有機硅樹脂與炭黑進行處理，與硅酸鈉、偏高嶺土等進行球磨，與助劑進行攪拌得到高膨脹倍數、凝結時間短的密封材料，且阻燃性能好，具有良好的應用效果，但早期強度不夠大，7d抗壓強度達到8.4MPa,無法滿足礦井密封所需的強度。中國專利，CN107011881A公開了《一種礦用煤屑基封孔注漿材料及制備封孔工藝》，將煤屑與脲醛樹脂、乙二酸、硅粉、羥丙基甲基纖維素、偶聯劑、碳酸鈣等物質進行混合，產品凝結時間短，成本低，提高了鉆孔穩定性，提高了資源回收率，脲醛樹脂等有機物含有毒性，對操作人員身體健康有傷害，且對環境有害。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種早強型礦用密封材料，可以在極短的時間內達到較高的抗壓強度，提高了封孔質量，凝結時間滿足泵送要求，達到了瓦斯抽排的使用要求及縮短深孔爆破需要的等待時間，有效地保證了井下人員的人身及財產安全，實現了煤礦的安全生產。

一種早強型礦用密封材料，包括如下重量的各組份：包括如下重量份計的各組分：水滑石類早強組分1-5份、有機物早強組分0.1-0.6份、減水組分0.1-0.8份、水40-45份、水泥95-100份。

優選的，所述有機物早強組分為三乙醇胺、三異丙醇胺、丙三醇中的一種或多種。

優選的，所述減水組分為萘磺酸系、聚羧酸系和三聚氰胺系減水劑的一種或多種。

優選的，所述水滑石為鈣鋁水滑石。

優選的，所述鈣鋁水滑石由氯化鋁、氯化鈣、氫氧化鈉組成，且質量比(7.5-7.8):(4-4.5):(8-9)。

一種早強型礦用密封材料的制備方法，方法步驟如下：

S1：分別將鈣鋁水滑石、有機早強劑、減水劑與水在室溫下勻速攪拌3-5min，使其完全溶解；

S2：將余下的水與水泥進行預攪拌2-3min；

S3：將S1溶解后的鈣鋁水滑石、有機早強劑、減水劑依次加入S2中，勻速攪拌5-6min，即得。

進一步的，所述S2和S3的攪拌速度均為150-200r/min。

與現有技術相比，本發明具有的有益效果在于：