CN102815917A - 一种瓦斯抽采封孔料 - Google Patents

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本发明公开一种瓦斯抽采封孔料，该封孔料是由53%~60%的硫铝熟料、10~17%的铝酸钙粉、20~27%的硬石膏、5~12%的白灰和5~9%的外加剂混合后粉磨呈粒度大于200目的粉料构成，其中所述外加剂是由碳酸锂、硼砂、铝粉、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、硫代硫酸钠、氟化钠混合而成，上述百分比为质量百分比；本发明封孔料具有“裂隙修复”功能。该封孔料固化体在水中长期浸泡强度不会降低，反而会继续升高，在受压后出现的微细裂隙能够“自修复”。

Description

一种瓦斯抽采封孔料
技术领域
本发明涉及一种瓦斯抽采封孔料，尤其是一种用聚氨酯封两头中间所充填的瓦斯抽采封孔料。
背景技术
煤矿井下瓦斯抽采封孔，现在一是用聚氨酯封两头，二是用聚氨酯封两头中间冲填水泥浆，三是用聚氨酯完全封实。由于煤矿对安全工作的日益重视，用聚氨酯封两头逐渐被弃用，但后两种方法都有弊端。用聚氨酯封两头中间充填水泥浆的弊端是水泥凝固后要产生体积收缩，造成封孔不严而漏气。用聚氨酯完全封实，效果好但成本太高。我们研制的瓦斯抽采封孔料是第二种封孔方法的中间充填材料，用聚氨酯封两头中间充填瓦斯抽采封孔料，具有成本低、微膨胀、易操作、封孔严的特点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种固化体微膨胀堵漏抗渗密封性好、具有“裂隙修复”功能、固化体在水中长期浸泡强度不会降低的瓦斯抽采封孔料。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种瓦斯抽采封孔料，该封孔料是由53%~60%的硫铝熟料、10~17%的铝酸钙粉、20~27%的硬石膏、5~12%的白灰和5~9%的外加剂混合后粉磨呈粒度大于200目的粉料构成，其中所述外加剂是由碳酸锂、硼砂、铝粉、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、硫代硫酸钠、氟化钠混合而成，上述百分比为质量百分比。
进一步，所述硫铝熟料为60%、铝酸钙粉为10%、硬石膏为20%、白灰为5%、外加剂为5%。
进一步，所述硬石膏中的硫酸钙的质量含量为86%。
进一步，所述白灰中的氧化钙的质量含量为88%。
进一步，述硫铝熟料化学分析后的烧失量为0.22%、SiO2含量为6.04%、Al2O3含量为40.48%、Fe2O3含量为1.84%、CaO含量为39.56%、MgO 含量为1.08%、SO3含量为9.03%，该硫铝熟料的矿物组成中的Ca4Al3S含量为70%、C2S含量为15%，上述百分比均为质量百分比。
进一步，所述铝酸钙粉化学分析后的烧失量为0.36%、SiO2含量为3.56%、Al2O3含量为57.38%、Fe2O3含量为1.62%、CaO含量为28.72%、MgO 含量为1.08%、SO3含量为0.83%，该铝酸钙粉的矿物组成中的CaOAl2O3含量为70%，上述百分比均为质量百分比。
本发明的有益效果在于，本发明的产品各项技术指标均优于现有技术封孔料指标，属于本行业首创产品。各项技术指标如下。
1、水灰比大。使用时水灰比按1.0～3.0：1.0控制；
2、凝结硬化快。凝结时间30-120 min，并根据不同的使用要求可以调整；
3、细度细。比表面积大于600 cm2/g，具有较好的流动性和填缝效果；
4、固化体微膨胀，膨胀率≥0.02%，堵漏抗渗性好。
5、满足抽放需要快。1:1水灰比时2小时强度可达1Mpa以上，一天强度可达3 Mpa以上，后期强度持续增长，几个小时即可接管实施瓦斯抽采；
6、具有“裂隙修复”功能。该封孔料固化体在水中长期浸泡强度不会降低，反而会继续升高，在受压后出现的微细裂隙能够 “自修复”。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
具体实施方式
实施例1
本发明提供一种瓦斯抽采封孔料，该封孔料是由60%的硫铝熟料、10%的铝酸钙粉、20%的硬石膏、5%的白灰和5%的外加剂混合后粉磨呈粒度大于200目的粉料构成，其中所述外加剂是由碳酸锂、硼砂、铝粉、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、硫代硫酸钠、氟化钠混合而成，上述百分比为质量百分比。所选用的硬石膏中的硫酸钙的质量含量为86%。所选用的白灰中的氧化钙的质量含量为88%。所选用的硫铝熟料化学分析后的烧失量为0.22%、SiO2含量为6.04%、Al2O3含量为40.48%、Fe2O3含量为1.84%、CaO含量为39.56%、MgO 含量为1.08%、SO3含量为9.03%，该硫铝熟料的矿物组成中的Ca4Al3S含量为70%、C2S含量为15%，上述百分比均为质量百分比。所选用的铝酸钙粉化学分析后的烧失量为0.36%、SiO2含量为3.56%、Al2O3含量为57.38%、Fe2O3含量为1.62%、CaO含量为28.72%、MgO 含量为1.08%、SO3含量为0.83%，该铝酸钙粉的矿物组成中的CaOAl2O3含量为70%，上述百分比均为质量百分比。
实施例2
本发明提供另一种瓦斯抽采封孔料，该封孔料是由53%的硫铝熟料、17%的铝酸钙粉、20%的硬石膏、5%的白灰和5%的外加剂混合后粉磨呈粒度大于200目的粉料构成，其中所述外加剂是由碳酸锂、硼砂、铝粉、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、硫代硫酸钠、氟化钠混合而成，上述百分比为质量百分比。所选用的硬石膏中的硫酸钙的质量含量为86%。所选用的白灰中的氧化钙的质量含量为88%。所选用的硫铝熟料化学分析后的烧失量为0.22%、SiO2含量为6.04%、Al2O3含量为40.48%、Fe2O3含量为1.84%、CaO含量为39.56%、MgO 含量为1.08%、SO3含量为9.03%，该硫铝熟料的矿物组成中的Ca4Al3S含量为70%、C2S含量为15%，上述百分比均为质量百分比。所选用的铝酸钙粉化学分析后的烧失量为0.36%、SiO2含量为3.56%、Al2O3含量为57.38%、Fe2O3含量为1.62%、CaO含量为28.72%、MgO 含量为1.08%、SO3含量为0.83%，该铝酸钙粉的矿物组成中的CaOAl2O3含量为70%，上述百分比均为质量百分比。
实施例3
本发明提供另一种瓦斯抽采封孔料，该封孔料是由53%的硫铝熟料、10%的铝酸钙粉、27%的硬石膏、5%的白灰和5%的外加剂混合后粉磨呈粒度大于200目的粉料构成，其中所述外加剂是由碳酸锂、硼砂、铝粉、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、硫代硫酸钠、氟化钠混合而成，上述百分比为质量百分比。所选用的硬石膏中的硫酸钙的质量含量为86%。所选用的白灰中的氧化钙的质量含量为88%。所选用的硫铝熟料化学分析后的烧失量为0.22%、SiO2含量为6.04%、Al2O3含量为40.48%、Fe2O3含量为1.84%、CaO含量为39.56%、MgO 含量为1.08%、SO3含量为9.03%，该硫铝熟料的矿物组成中的Ca4Al3S含量为70%、C2S含量为15%，上述百分比均为质量百分比。所选用的铝酸钙粉化学分析后的烧失量为0.36%、SiO2含量为3.56%、Al2O3含量为57.38%、Fe2O3含量为1.62%、CaO含量为28.72%、MgO 含量为1.08%、SO3含量为0.83%，该铝酸钙粉的矿物组成中的CaOAl2O3含量为70%，上述百分比均为质量百分比。
实施例4
本发明提供另一种瓦斯抽采封孔料，该封孔料是由53%的硫铝熟料、10%的铝酸钙粉、20%的硬石膏、12%的白灰和5%的外加剂混合后粉磨呈粒度大于200目的粉料构成，其中所述外加剂是由碳酸锂、硼砂、铝粉、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、硫代硫酸钠、氟化钠混合而成，上述百分比为质量百分比。所选用的硬石膏中的硫酸钙的质量含量为86%。所选用的白灰中的氧化钙的质量含量为88%。所选用的硫铝熟料化学分析后的烧失量为0.22%、SiO2含量为6.04%、Al2O3含量为40.48%、Fe2O3含量为1.84%、CaO含量为39.56%、MgO 含量为1.08%、SO3含量为9.03%，该硫铝熟料的矿物组成中的Ca4Al3S含量为70%、C2S含量为15%，上述百分比均为质量百分比。所选用的铝酸钙粉化学分析后的烧失量为0.36%、SiO2含量为3.56%、Al2O3含量为57.38%、Fe2O3含量为1.62%、CaO含量为28.72%、MgO 含量为1.08%、SO3含量为0.83%，该铝酸钙粉的矿物组成中的CaOAl2O3含量为70%，上述百分比均为质量百分比。
实施例5
本发明提供另一种瓦斯抽采封孔料，该封孔料是由55%的硫铝熟料、10%的铝酸钙粉、20%的硬石膏、5%的白灰和9%的外加剂混合后粉磨呈粒度大于200目的粉料构成，其中所述外加剂是由碳酸锂、硼砂、铝粉、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、硫代硫酸钠、氟化钠混合而成，上述百分比为质量百分比。所选用的硬石膏中的硫酸钙的质量含量为86%。所选用的白灰中的氧化钙的质量含量为88%。所选用的硫铝熟料化学分析后的烧失量为0.22%、SiO2含量为6.04%、Al2O3含量为40.48%、Fe2O3含量为1.84%、CaO含量为39.56%、MgO 含量为1.08%、SO3含量为9.03%，该硫铝熟料的矿物组成中的Ca4Al3S含量为70%、C2S含量为15%，上述百分比均为质量百分比。所选用的铝酸钙粉化学分析后的烧失量为0.36%、SiO2含量为3.56%、Al2O3含量为57.38%、Fe2O3含量为1.62%、CaO含量为28.72%、MgO 含量为1.08%、SO3含量为0.83%，该铝酸钙粉的矿物组成中的CaOAl2O3含量为70%，上述百分比均为质量百分比。
本发明所提供的瓦斯抽采封孔料的技术指标如下：
1、细度：比表面积不得小于300㎡/㎏；细度0.08㎜水筛筛余量不得超过5%。
2、抗压强度：各种型号产品抗压强度不得低于表1规定指标。
表1
Figure 284512DEST_PATH_IMAGE002
3、胶凝时间：速凝型胶凝时间为：大于5min小于20min。
普通型胶凝时间为：大于20min小于50min。
缓凝型胶凝时间为：大于50min小于90min。
4、膨胀率： 7天膨胀率大于0.02%。
本发明所提供的瓦斯抽采封孔料的技术原理及成品检验指标：
硫铝酸盐水泥熟料和铝酸钙粉的主要有效矿物成分43CaS和2β- C S的水化过程和产物决定瓦斯抽采封孔料的物理力学性能。
在反应体系中，存在适量的石膏和石灰下，其中的无水硫铝酸钙（43CaS）就水化生成大量的钙矾石，每1 mol 的43CaS可生成3 mol 的钙矾石。另一矿物组分2β - C S水化时生成水化硅酸钙凝胶，放出Ca(OH)2，并最终与水化体系中Al2O3·3H2O  CaSO4·2H2O 反应生成钙矾石。只有当石膏、石灰同时适量存在，才可生成尽量多的钙矾石。
本发明产品检验数据如表2
Figure 201652DEST_PATH_IMAGE004
本发明的保护范围不限于上述实施例，凡是依据本发明技术原理所作的显而易见的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种瓦斯抽采封孔料，其特征在于，该封孔料是由53%~60%的硫铝熟料、10~17%的铝酸钙粉、20~27%的硬石膏、5~12%的白灰和5~9%的外加剂混合后粉磨呈粒度大于200目的粉料构成，其中所述外加剂是由碳酸锂、硼砂、铝粉、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、硫代硫酸钠、氟化钠混合而成，上述百分比为质量百分比。
2.根据权利要求1所述瓦斯抽采封孔料，其特征在于，所述硫铝熟料为60%、铝酸钙粉为10%、硬石膏为20%、白灰为5%、外加剂为5%。
3.根据权利要求1或2所述瓦斯抽采封孔料，其特征在于，所述硬石膏中的硫酸钙的质量含量为86%。
4.根据权利要求1或2所述瓦斯抽采封孔料，其特征在于，所述白灰中的氧化钙的质量含量为88%。
5.根据权利要求1或2所述瓦斯抽采封孔料，其特征在于，所述硫铝熟料化学分析后的烧失量为0.22%、SiO2含量为6.04%、Al2O3含量为40.48%、Fe2O3含量为1.84%、CaO含量为39.56%、MgO 含量为1.08%、SO3含量为9.03%，该硫铝熟料的矿物组成中的Ca4Al3S含量为70%、C2S含量为15%，上述百分比均为质量百分比。
6.根据权利要求1或2所述瓦斯抽采封孔料，其特征在于，所述铝酸钙粉化学分析后的烧失量为0.36%、SiO2含量为3.56%、Al2O3含量为57.38%、Fe2O3含量为1.62%、CaO含量为28.72%、MgO 含量为1.08%、SO3含量为0.83%，该铝酸钙粉的矿物组成中的CaOAl2O3含量为70%，上述百分比均为质量百分比。
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