[發(fā)明專利]一種破碎巖層巷道壁厚注漿材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011163745.1
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112250395A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張晨潔;張青草;楊揚(yáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 西北礦冶研究院
• 主分類號: C04B28/06
• 分類號: C04B28/06
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 曹向東

本發(fā)明涉及一種破碎巖層巷道壁厚注漿材料，該材料由下述質(zhì)量百分比的原料制得：S95礦粉50%~80%，元明粉1%~10%，硫鋁酸鹽水泥熟料微粉5%~25%，硅酸鹽水泥熟料微粉5%~20%，硅粉2%~10%，減水劑0.1%~0.5%。本發(fā)明還公開了該注漿材料的制備方法。本發(fā)明具有高流動性、早期強(qiáng)度高、凝結(jié)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好地加固破碎巖層巷道圍巖，有效控制因巖層破碎導(dǎo)致的巷道圍巖大變形，并顯著降低破碎巖層巷道的返修率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦地下開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種破碎巖層巷道壁厚注漿材料及其制備方法。

背景技術(shù)

在煤礦巷道掘進(jìn)中，經(jīng)常會遇到破碎巖層等不利地質(zhì)條件，需要采用在巷道巖層中注漿的方法加固破碎巖層，提高巖層的穩(wěn)定性，控制巖層的變形。以往采用的注漿大多數(shù)為為含AB兩種材料的化學(xué)注漿材料，如專利CN 103739813 A中就闡述了一種用于加固易破碎煤巖層的注漿材料及其制備方法，該注漿材料存在如下缺點(diǎn)：①制備過程復(fù)雜，在制備過程中就發(fā)生反應(yīng)，且反應(yīng)溫度高達(dá)95℃，危險(xiǎn)性較大；②原料中含有反應(yīng)型高分子化工材料，在固化反應(yīng)中會釋放大量的熱，在煤礦中易引起煤層自燃，引發(fā)火災(zāi)，2020年國家煤監(jiān)總局已明確發(fā)文，禁止化學(xué)反應(yīng)劇烈、放熱量大的高分子材料用于與煤直接接觸的地點(diǎn)，充填密閉作業(yè)中禁止使用聚氨酯發(fā)泡材料《煤礦井下反應(yīng)型高分子材料安全管理辦法》；③貯存條件苛刻，難以使用井下復(fù)雜的環(huán)境。

因此，現(xiàn)有的注漿材料無法滿足破碎巖層巷道的有效加固和安全使用，且成本較高，亟需一種新的無機(jī)注漿材料來替代。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低、早期強(qiáng)度高的破碎巖層巷道壁厚注漿材料。

本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供該破碎巖層巷道壁厚注漿材料的制備方法。

為解決上述問題，本發(fā)明所述的一種破碎巖層巷道壁厚注漿材料，其特征在于：該材料由下述質(zhì)量百分比的原料制得：S95礦粉50%~80%，元明粉1%~10%，硫鋁酸鹽水泥熟料微粉5%~25%，硅酸鹽水泥熟料微粉5%~20%，硅粉2%~10%，減水劑0.1%~0.5%。

所述S95礦粉的比表面積不低于420 m²/kg。

所述硅粉細(xì)度小于1μm的質(zhì)量不小于80%。

所述硅酸鹽水泥熟料和所述硫鋁酸鹽水泥熟料經(jīng)粉磨處理后形成粉體材料，其比表面積均不低于380 m²/kg。

所述減水劑是指普通減水劑。

如上所述的一種破碎巖層巷道壁厚注漿材料的制備方法，其特征在于：先按配比稱重，然后將S95礦粉、硅粉、硫鋁酸鹽水泥熟料微粉、硅酸鹽水泥熟料微粉在混料設(shè)備內(nèi)混合均勻，再依次加入元明粉、減水劑，混合均勻，最后烘干至含水率低于2%后經(jīng)粉磨至綜合比表面積不低于400 m²/kg即得。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、早期強(qiáng)度高：

由于本發(fā)明采用了硫鋁酸鹽水泥熟料和元明粉，同時(shí)，通過機(jī)械粉磨，進(jìn)一步激發(fā)了硫鋁酸鹽水泥熟料、硅酸鹽水泥熟料的早期水化反應(yīng)活性，因此，有效提高了材料的早期強(qiáng)度。

2、對破碎巖層固化效果好：

本發(fā)明通過球磨粉磨處理，使得注漿材料的綜合比表面積不低于400 m²/kg，且注漿材料粉體顆粒粒徑同比水泥顆粒粒徑更小，能夠有效填充破碎巖層裂隙，固化后產(chǎn)生的高強(qiáng)度固結(jié)體能夠有效粘結(jié)破碎巖層裂隙。

3、本發(fā)明具有高流動性、早期強(qiáng)度高、凝結(jié)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好地加固破碎巖層巷道圍巖，有效控制因巖層破碎導(dǎo)致的巷道圍巖大變形，并顯著降低破碎巖層巷道的返修率。