[發(fā)明專利]一種高倍率速凝型礦用封孔材料及使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911155562.2
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN111004003A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設計）人: 張海賓;張連軍;馮娟;高亞明
• 申請（專利權）人: 安徽春雨安全科技有限公司
• 主分類號: C04B28/06
• 分類號: C04B28/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張聯(lián)群

一種高倍率速凝型礦用封孔材料及使用方法，屬于礦用封孔材料。該封孔材料按照質量百分比包含以下原料：速凝粉10～30％，硅酸鹽水泥60～80％，膨潤土1～6％，氯化鈉0.3～0.5％，鋁酸鈉0.1～0.3％，生石灰3～8％，減水劑0.05～0.2％，活性劑0.05～0.2％，使用時將水與封孔材料按照質量比為1：1.6～2攪拌均勻即可。封孔材料倍率高，凝結時間短，膨脹倍率在10％～100％，終凝時間小于120min，在倍率提高的同時抗壓強度及凝結時間不受影響，滿足瓦斯抽采的強度及凝結時間，保證封孔的長期效果。封孔材料的高倍膨脹性使封孔材料充滿管壁，不會產(chǎn)生孔隙造成瓦斯的泄露，提高安全性能，對于相同長度的抽采管節(jié)約用料，降低瓦斯抽采成本。價格低廉，無毒、無污染、封孔效率高，具有良好的流動性及可塑性。

技術領域

本發(fā)明涉及一種礦用封孔材料及使用方法，尤其是一種高倍率速凝型礦用封孔材料及使用方法，適用于煤礦瓦斯抽采鉆孔封孔。

背景技術

目前，煤層瓦斯壓力測定、抽采鉆孔的直接封孔技術主要采用粘土封孔法、水泥砂漿封孔法、聚氨酯封孔法或混合封孔法等。粘土封孔法，優(yōu)點是材料便宜、成本低。該方法簡單易行，適宜封堵各種傾角的孔。缺點是粘土材料必須軟硬適當，太軟容易粘在孔壁上，泥送不到位，形成空腔與裂隙使測壓失?。贿^硬時也會出現(xiàn)裂縫漏氣，粘土送入孔內(nèi)比較困難，封孔長度受到一定限制。聚氨酯封孔法，聚氨酯泡沫具有不收縮、膨脹性大、粘結力強、密封性好、阻燃、抗靜電等特點，但缺點是反應速度過快，泡沫速度過快，泡沫尺寸穩(wěn)定性不好，可操作時間短，同時價格昂貴。采用水泥砂漿封孔法時，不僅材料便宜，而且注漿對孔周圍巖體的裂隙也有一定的封堵作用，封孔嚴密，但水泥砂漿易產(chǎn)生收縮，凝結時間長，且施工復雜，效率低；砂漿泵送由于與輸漿的摩擦力大，封孔長度不易滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要克服現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種高倍率速凝型礦用封孔材料及使用方法，解決封孔長度不夠、凝結時間較長、成本過高、可塑性低的問題。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：封孔材料原料按照質量百分比包括：速凝粉10～30％，硅酸鹽水泥60～80％，膨潤土1～6％，氯化鈉0.3～0.5％，鋁酸鈉0.1～0.3％，生石灰3～8％，減水劑0.05～0.2％，活性劑0.05～0.2％；

將上述原料按質量百分比配料，混合均勻，即可獲得封孔材料。

所述的封孔材料中活性劑為片狀的鋁粉。

所述的速凝粉為：低堿度硫鋁酸鹽水泥、快硬硫鋁酸鹽水泥和常規(guī)速凝劑復合而成，以重量比為1:5:0.5的組合。

所述的常規(guī)速凝劑型號為PCS-3、PCS-2、J85、Hb-4或RT-18。

所述的封孔材料中膨潤土為鈣基膨潤土或鈉基膨潤土中的一種或兩種任意比例混合的混合物，所述的膨潤土粒度目數(shù)范圍在200～300之間的任一粒度。

使用方法：按照水與封孔材料的質量比為1:1.6～2混合，攪拌均勻成漿狀，通過注漿泵將漿體輸送至抽采管即可。

有益效果，由于采用了上述技術方案，水泥及堿性組分與水反應后釋放出堿性，水泥中的活性劑在堿性條件下釋放氣體使水泥膨脹，同時釋放熱量促進水泥的水化和硬化，從而提高了材料的膨脹倍率同時縮短了注漿的候凝時間，同時鋁酸鈉中加入能夠降低水泥中的緩凝組分的含量，對水泥的早期強度有促進作用，增加了封孔長度、縮短了凝結時間。本發(fā)明中所有組分均是來自市售材料，原料方便易得，價格低廉，無毒、無污染，環(huán)保。經(jīng)實驗表明，本發(fā)明在20℃下，倍率可達10％～100％，凝結時間小于120min，，既保證了使用時的泵送性能，又同時滿足注漿完成后的快速凝結硬化，膨脹倍率較高(10％～100％)，可有效降低材料的使用量，減少泵送時間，流動性和凝結時間符合泵送要求，同時抗壓強度沒有因為倍率提高而降低，符合瓦斯抽采時所需的最低強度；大大提高了封孔效率，保證了封孔質量。