[發明專利]一種用于煤礦瓦斯抽放孔的封孔材料及其用途

在審

• 申請號: 202010046626.1
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111153672A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 史竹青;趙君;左楠楠;王旭東;李偉斌;李曉林;高衛杰;王鵬程;孟迎
• 申請（專利權）人: 陽泉煤業（集團）有限責任公司;陽泉煤業集團設計研發中心有限公司
• 主分類號: C04B28/16
• 分類號: C04B28/16
• 代理公司: 北京東巖躍揚知識產權代理事務所(普通合伙) 11559
• 代理人: 谷岳

本發明公開了一種用于煤礦瓦斯抽放孔的封孔材料，所述封孔材料由以下成分按重量份組成：水泥50～60份；赤泥20～25份；無水硬石膏5～10份；硅灰5～10份；其他封孔材料用添加劑5～16份。本發明的封孔材料優點在于水灰比大，漿液流動性較好，改善材料的泵送性能，適合井下長距離輸送，且能夠對微小裂隙進行有效封堵；本發明所述材料不泌水、不收縮、不干裂，具有微膨脹性，凝固時間適中，早期強度高，環境適應性好；本發明有效利用了工業廢物赤泥及及工業副產物硅灰和脫硫石膏，降低材料成本的同時可消納一定量的固體廢物，使本發明具有更明顯的經濟效益和環保意義。

技術領域

本發明涉及煤礦技術領域，特別涉及一種用于煤礦瓦斯抽放孔的封孔材料及其用途。

背景技術

煤炭作為我國現在乃至今后一段時間內的主體能源，在我國經濟發展中發揮著重要的作用，然而與其伴生共存的瓦斯卻一直是制約礦井安全、高效開采的主要因素。煤層瓦斯抽采是防治瓦斯災害事故的有效措施，其抽采效果除了受煤層賦存構造、鉆孔布置方式和抽采系統能力等因素影響以外，鉆孔封孔質量也是影響抽采效果的直接原因，封孔質量的好壞直接影響瓦斯抽放效率和煤層注水的效果。封孔材料是提高封孔質量的決定性因素，封孔材料選擇不當，易產生鉆孔封堵不嚴密、抽采負壓低、抽采濃度小等問題。

在現有技術中，煤層會存在著微小裂隙，因此封孔材料的流動性就成為是否能夠有效封孔的關鍵。而現有技術中封孔材料的流動性等指標往往不能搞滿足存在微小裂隙的煤層的封孔要求。同時，現有技術中封孔材料所采用的原料往往存在著成本高，對環境不友好等缺點。因此，急需要尋找一種用于煤礦瓦斯抽放孔的封孔材料來解決上述問題。

發明內容

本發明的一個方面，是針對現有技術中用于煤礦瓦斯抽放孔的封孔材料流動性能差，早起強度低、成本高等缺點，提供了一種用于煤礦瓦斯抽放孔的封孔材料及其用途。

本發明提供的技術方案為：

一種用于煤礦瓦斯抽放孔的封孔材料，所述封孔材料由以下成分按重量份組成：

本發明技術方案通過調整封孔材料的成分，能夠達到漿料易輸送、早期強度高、造價成本低廉、能對微裂隙實施封堵的效果，用于煤礦井下瓦斯抽放孔的封孔使用。

作為優選，在本發明的一個實施方式中，所述封孔材料由以下成分按重量份組成：

在本發明的配方中，所述水泥可以為任意合適的市售水泥，即一種粉狀水硬性無機膠凝材料。加水攪拌后成漿體，能在空氣中硬化或者在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地膠結在一起。包括但不限于，例如，硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥或磷酸鹽水泥。作為優選，在本發明的一個實施方式中，所述水泥為硫鋁酸鹽水泥。

在本發明的配方中，所述赤泥是從鋁土礦中提煉氧化鋁后排出的工業廢物，在現有技術中的利用率較低。一般含氧化鐵量大，外觀與赤色泥土相似，因而得名。但有的因含氧化鐵較少而呈棕色，甚至灰白色。鋁土礦中鋁含量高的，采用拜爾法煉鋁，所產生的赤泥稱拜爾法赤泥；鋁土礦中鋁含量低的，用燒結法或用燒結法和拜爾法聯合煉鋁，所產生的赤泥分別稱為燒結法赤泥或聯合法赤泥。作為優選，在本發明的一個實施方式中，所述赤泥為拜爾法赤泥。

在本發明的配方中，所述無水硬石膏可以為電廠脫硫石膏，硫酸鈣含量≥85％，是燃煤工業企業在治理煙氣中的二氧化硫后得到的工業副產石膏。適量的無水硬石膏摻入可以縮短材料的凝結時間，也可以防止高水灰比時出現泌水現象。

在本發明的配方中，所述硅灰(即微硅粉)為冶煉硅鐵和工業硅中的副產物，含硅量≥80％，能夠填充水泥顆粒間的孔隙，同時與水化產物生成凝膠體，顯著提高材料的抗壓性能。