CN103304194A - 一种用于囊袋式注浆封孔器的注浆料 - Google Patents

一种用于囊袋式注浆封孔器的注浆料 Download PDF

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一种用于囊袋式注浆封孔器的注浆料，由干料和水组成，干料和水的重量比为：1.5:1，所述的干料由以下重量份数的原料组成：水泥45-55份、膨胀剂8-9份、速凝剂7-8份、粉煤灰0.1-0.3份、生石灰0.05-0.15份。本发明中的注浆料：1、密度好，质量轻，同体积的本发明质量是普通水泥砂浆的1/3，降低了井下工人运输封孔材料的劳动强度；2、封孔注浆料凝固速度快；3、抗压强度高；4、具有良好的渗透性和塑性，可在压力下微小裂隙；5、具有膨胀性，有效的密封钻孔周围的漏气圈。

Description

一种用于囊袋式注浆封孔器的注浆料
技术领域
本发明涉及一种浆料，尤其是涉及一种用于囊袋式注浆封孔器的注浆料。
背景技术
瓦斯抽采是矿井作业中，治理瓦斯的重要手段。在瓦斯抽采过程中，需保证钻孔严实密封，以保证瓦斯抽采效果。
现有技术中，采用以下方式密封钻孔：在钻孔的预定深度处设置有挡板，抽采管穿过该挡板，在钻孔的孔口处设置进浆管。使用注浆泵将水泥砂浆等注浆料沿进浆管注入，水泥砂浆等注浆料会充盈挡板、抽采管和钻孔内壁之间的孔隙，持续注浆直至水泥砂浆等注浆料从出浆管中溢出，等水泥砂浆等注浆料凝固后，即实现钻孔的密封，为了解决这种密封效果不佳的问题，发明了一种囊袋式注浆封孔器。
煤矿开采注浆料是一种全新理念的的安全高分子聚合物，对防止瓦斯聚集，巷道冒顶、加固、填充孔洞、封闭密闭墙、减少自然、对防水、防火、瓦斯爆炸等安全生产作出重大贡献。该注浆料以低温发泡、抗静电、高阻燃、无毒、无味、绿色环保、使用方便而受到广大用户的高度好评。
然而现有的煤矿开采注浆料密度大，质量重，对于矿井中的工人来说搬运负担但，同时凝固速度慢，影响煤矿开采整体进度，同时不适合使用在发明的囊袋式注浆封孔器中。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种用于囊袋式注浆封孔器的注浆料，本发明解决了现有注浆料密度大，质量重，凝固速度慢，抗压强度不足，渗透性和塑性不足，无法进入微小裂隙，密封效果不佳等问题，而且还解决了膨胀性不足，使得钻孔周围的漏气圈无法得到良好密封的问题。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种用于囊袋式注浆封孔器的注浆料，由干料和水组成，干料和水的重量比为：1.5:1，所述的干料由以下重量份数的原料组成：水泥45-55份、膨胀剂8-9份、速凝剂7-8份、粉煤灰0.1-0.3份、生石灰0.05-0.15份。
所述的水泥为硫铝酸盐水泥。
所述的膨胀剂由生石灰、铁粉混合物和镁粉组成，三者的重量比为：20:1:1，所述的铁粉混合物由铁粉和氧化剂组成，铁粉和氧化剂的重量比为：1:0.2。
所述的速凝剂为粉状速凝剂。
所述的粉煤灰为国标一级粉煤灰。
所述的生石灰粒径为170-200目。
所述的氧化剂为重铬酸钾和高锰酸盐等中的至少一种。
本发明的有益效果是：1、密度好，质量轻，同体积的本发明质量是普通水泥砂浆的1/3，降低了井下工人运输封孔材料的劳动强度；2、封孔注浆料凝固速度快；3、抗压强度高；4、具有良好的渗透性和塑性，可在压力下 微小裂隙；5、具有膨胀性，有效的密封钻孔周围的漏气圈。
具体实施方式
一种用于囊袋式注浆封孔器的注浆料，由干料和水组成，干料和水的重量比为：1.5:1，所述的干料由以下重量份数的原料组成：水泥45-55份、膨胀剂8-9份、速凝剂7-8份、粉煤灰0.1-0.3份、生石灰0.05-0.15份。
所述的水泥为硫铝酸盐水泥。
所述的膨胀剂由生石灰、铁粉混合物和镁粉组成，三者的重量比为：20:1:1，所述的铁粉混合物由铁粉和氧化剂组成，铁粉和氧化剂的重量比为：1:0.2。
所述的速凝剂为粉状速凝剂。
所述的粉煤灰为国标一级粉煤灰。
所述的生石灰粒径为170-200目。
所述的氧化剂为重铬酸钾和高锰酸盐等中的至少一种。
具体实施方式如下：
实施例一；
一种用于囊袋式注浆封孔器的注浆料，由干料和水组成，干料和水的重量比为：1.5:1，所述的干料由以下重量份数的原料组成：水泥45份、膨胀剂8份、速凝剂7份、粉煤灰0.1份、生石灰0.05份。按照此比例混合后的注浆料，其密度比现有注浆料密度小，同时由于速凝剂的存在使得本注浆料能够快速凝固。
所述的水泥为硫铝酸盐水泥。
所述的膨胀剂由生石灰、铁粉混合物和镁粉组成，三者的重量比为：20:1:1，所述的铁粉混合物由铁粉和氧化剂组成，铁粉和氧化剂的重量比为：1:0.2，按照此比例的膨胀剂使得水泥具有良好的渗透性和塑性，同时抗压强度高，膨胀性极好，主要的化学反应为：                                                
Figure 201310260242X100002DEST_PATH_IMAGE001
；
Figure 369970DEST_PATH_IMAGE002
；
Figure 201310260242X100002DEST_PATH_IMAGE003
；
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                             ；
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                                          ；
                                      。
其中
Figure 201310260242X100002DEST_PATH_IMAGE007
为氧化剂，其中主要起膨化作用的物质为
Figure 713598DEST_PATH_IMAGE008
和
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，膨胀的直接驱动力来自于反应生成
Figure 980631DEST_PATH_IMAGE008
的过程中晶体的肿胀力和结晶压力，使得该注浆料具有良好的膨胀性，有效的密封了钻孔周围的漏气圈，同时由于生成的
Figure 117215DEST_PATH_IMAGE009
的存在，使得该注浆料具有了微膨胀性，并且具有良好的渗透性和塑性，可以进入孔周围的微小裂缝中，同时由于Fe和Mg的在使用过程中与注浆料中水发生反应消耗了水，进一步加快了凝固速度，由于Fe和Mg是直接采用单质形式的粉末，方便控制和检测注浆料中二者的含量，严格保证产物中达到要求的标准含量，使得注浆料的效果最佳。
所述的速凝剂为粉状速凝剂。
所述的粉煤灰为国标一级粉煤灰。
所述的生石灰粒径为170-200目。
所述的氧化剂为重铬酸钾，经过氧化剂的加入不仅提高了膨胀剂的膨化效果，促使了铁粉反应，使得本发明的膨胀性更佳，方便了密封钻孔周围的漏气圈，同时提高了水泥的抗压强度和抗折强度，而且是水泥具有了微膨胀性。
按照此比例的配料制的干料之后，取规定比例的水，共同放入500转/min的全动搅拌器（扇叶型）中，均匀搅拌30-60分钟，使得搅拌均匀为止，然后使用注浆机将料注入封孔器内，经过实验发现本比例下的使用结果：1、初凝：20分钟；2、终凝：60分钟；3、膨胀尺寸的稳定性：永久稳定；4、抗压强度：≥18MPa；5、抗折强度:2.45MPa；6、膨胀率：2.79%；7、水灰比1.2:1。
实施例二；
本实施例中，采用干料由以下重量份数的原料组成：水泥50份、膨胀剂8.5份、速凝剂7.5份、粉煤灰0.2份、生石灰0.1份。按照此比例混合后的注浆料，其密度比现有注浆料密度小，同时由于速凝剂的存在使得本注浆料能够快速凝固。
所用的氧化剂为重铬酸钾和高锰酸盐混合物，经过氧化剂的加入不仅提高了膨胀剂的膨化效果，使得本发明的膨胀性更佳，方便了密封钻孔周围的漏气圈，同时提高了水泥的抗压强度和抗折强度，而且是水泥具有了微膨胀性。
实施例三；
本实施例中采用的干料由以下重量份数的原料组成：水泥55份、膨胀剂9份、速凝剂8份、粉煤灰0.3份、生石灰0.15份。按照此比例混合后的注浆料，其密度比现有注浆料密度小，同时由于速凝剂的存在使得本注浆料能够快速凝固。
所用的氧化剂为高锰酸盐，经过氧化剂的加入不仅提高了膨胀剂的膨化效果，使得本发明的膨胀性更佳，方便了密封钻孔周围的漏气圈，同时提高了水泥的抗压强度和抗折强度，而且是水泥具有了微膨胀性。
按照此比例的配料制的干料之后，取规定比例的水，共同放入500转/min的全动搅拌器（扇叶型）中，均匀搅拌30-60分钟，使得搅拌均匀为止，然后使用注浆机将料注入封孔器内，经过实验发现本比例下的使用结果：1、初凝：18分钟；2、终凝：50分钟；3、膨胀尺寸的稳定性：永久稳定；4、抗压强度：≥18MPa；5、抗折强度:2.45MPa；6、膨胀率：2.79%；7、水灰比1.2:1。
经过实验证明当所述的干料按照以下份数的原料组成：水泥50份、膨胀剂8.5份、速凝剂7.5份、粉煤灰0.2份、生石灰0.1份，这种组份下的本注浆料使用效果最佳，在这种比例下的本注浆料，具有密度小，质量轻，与同体积的水泥相比，其质量仅是水泥的1/3，降低了井下工人运输封孔材料的劳动强度；封孔材料能够快速凝固，封孔5-7h后即可凝固成形，24h后材料的抗压强度可达3MPa；封孔材料强度具有持续增长特性，随着时间的延长，材料的强度逐渐提高，7天后强度可达12MPa，28天后可达18MPa。本比例小的注浆料具有微膨胀性，7天后体积膨胀2.59%，28天后体积膨胀2.79%。

Claims (7)

1.一种用于囊袋式注浆封孔器的注浆料，由干料和水组成，干料和水的重量比为：1.5:1，其特征在于：所述的干料由以下重量份数的原料组成：水泥45-55份、膨胀剂8-9份、速凝剂7-8份、粉煤灰0.1-0.3份、生石灰0.05-0.15份。
2.根据权利要求1所述的一种用于囊袋式注浆封孔器的注浆料，其特征在于：所述的水泥为硫铝酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种用于囊袋式注浆封孔器的注浆料，其特征在于：所述的膨胀剂由生石灰、铁粉混合物和镁粉组成，三者的重量比为：20:1:1，所述的铁粉混合物由铁粉和氧化剂组成，铁粉和氧化剂的重量比为：1:0.2。
4.根据权利要求1所述的一种用于囊袋式注浆封孔器的注浆料，其特征在于：所述的速凝剂为粉状速凝剂。
5.根据权利要求1所述的一种用于囊袋式注浆封孔器的注浆料，其特征在于：所述的粉煤灰为国标一级粉煤灰。
6.根据权利要求1或2所述的一种用于囊袋式注浆封孔器的注浆料，其特征在于：所述的生石灰粒径为170-200目。
7.根据权利要求3所述的一种用于囊袋式注浆封孔器的注浆料，其特征在于：所述的氧化剂为重铬酸钾和高锰酸盐中的至少一种。
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