CN104478373A - 一种煤矿无机注浆材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煤矿无机注浆材料，该无机注浆材料分为两组浆液，其中一种浆液包括60～70重量份的硫铝酸盐水泥，10～15重量份的铝酸盐水泥，1-8重量份的悬浮剂，1～3重量份的缓凝剂；另一浆液包括40～50重量份的石膏，20～30重量份的水渣粉，10-20重量份的生石灰，10～15重量份的粉煤灰；使用时将两组组分分别制成水灰重量比为0.8∶1～1.2∶1的浆液，将所述两组浆液按1∶1比例同时注入煤壁裂隙两种材料基本不凝固，混合后凝固时间缩短至1min以内，其最大胶结强度达到25MPa，胶凝强度高，有效地填充裂隙，并胶固。该材料在注浆凝固过程中不发热，解决了注浆材料在高瓦斯矿井应用的难题。成本较低，适用于煤矿各类注浆加固。
Description
技术领域
本发明涉及一种注浆材料，特别涉及一中煤矿无机注浆材料。
背景技术
煤矿水害影响矿山工程施工的进度和质量、恶化工人的劳动环境、增加矿井的排水设施及排水费用、给煤矿生产带来了不安全因素、严重者甚至发生淹井事故、造成生命和财产的重大损失。我国煤田水文地质条件复杂，目前我国约有18％待开采的煤炭储量受到较为严重的水害威胁，对其进行防治工作具有十分重要和十分迫切的现实意义。注浆堵水是矿井水防治的重要方法之一。
具有减轻矿井排水负担，节省排水用电，降低吨煤成本，提高工效和质量，加固井巷薄弱地段，减少突水机率、延长矿井服务年限的明显优点。
从60年代后，我国相继开发了一系列无机或有机注浆材料。目前煤矿注浆加固材料主要是如马力散等有机材料，其成本过高，且胶结时发热，在高瓦斯矿井应用较为困难。煤矿井巷堵水注浆材料大都选用水泥类浆材或水泥-水玻璃类浆材。其主要优点是成本低、材料来源广。但由于其硬化后易收缩而产生细小裂隙，在水力冲刷下裂隙逐渐扩大，堵水效果不理想。且因其为颗粒性材料，对细小裂隙难以压入，因此其应用范围有一定的局限性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种应用于煤矿注浆加固主要成分为无机物的注浆材料。
本发明公开了一种煤矿无机注浆材料，该材料为两组浆液混合而成，其中一种浆液包括60-70重量份的硫铝酸盐水泥，10-15重量份的铝酸盐水泥，1-8重量份的悬浮剂，1-3重量份的缓凝剂；另一浆液包括40-50重量份的石膏，20-30重量份的水渣粉，10-20重量份的生石灰，10-15重量份的粉煤灰；使用时将两组组分分别制成水灰重量比为0.8∶1-1.2∶1的浆液，将所述两组浆液按1∶1比例同时注入煤壁裂隙。
其中，作为优选的，所述悬浮剂为膨润土、纤维素钠其中一种或两种任意比例的混合。
优选的，所述缓凝剂为硼酸钠、柠檬酸钠、亚硝酸钠其中一种或两种任意比例的混合。
优选的，所述粉煤灰含30wt％-85wt％煤粒，煤粒含量越高，其胶固体强度表现越大。
本发明中，所述两组浆液通过双液注浆泵将浆体注入煤壁裂隙。
其中，本发明中，硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、石膏、生石灰的各项指标如下：
表1硫铝酸盐水泥和铝酸盐水泥各成分的重量百分含量(％)
| 名称 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | SO3 |
| 硫铝酸盐水泥 | 9-11 | ＞31 | 1-3 | 38-42 | 9-15 |
| 铝酸盐水泥 | 5-8 | ＞52 | 1-3 | 42-47 |
表2 石膏、生石灰各成分的重量百分含量(％)
| 名称 | SiO2 | CaO | SO3 |
| 石膏 | ＞37 | ＞50 | |
| 石灰 | ＜2.5 | ＞80 |
两种材料基本不凝固，混合后凝固时间缩短至10min以内，其最大胶结强度达到32MPa，胶凝强度高，有效地填充裂隙，并胶固。该材料在注浆凝固过程中不发热，解决了注浆材料在高瓦斯矿井应用的难题。成本较低，适用于煤矿各类注浆加固。
具体实施方式
实施例1
将60kg硫铝酸盐水泥，10kg铝酸盐水泥，3kg膨润土，2kg硼酸钠与60L水混合制成第一浆液；将40kg石膏，20kg水渣粉，15kg生石灰，10kg石膏，13kg粉煤灰与100L水制成第二浆液；将两组浆液通过双液注浆泵按流速比为1∶1将浆液注入煤壁裂隙。
效果：混合后凝固时间为1min，其单纯结固体最高强度达到25MPa(7D强度)。含有30％煤粒的粉煤灰组合胶固体，最高强度为36MPa；含有50％煤粒的粉煤灰组合胶固体，最高强度为42MPa；含有70％煤粒的粉煤灰组合胶固体，最高强度为33MPa，含有85％煤粒的粉煤灰组合胶固体，最高强度为30MPa。
实施例2
将65kg硫铝酸盐水泥，13kg铝酸盐水泥，1kg膨润土，1kg硼酸钠与80L水混合制成第一浆液；将45kg石膏，25kg水渣粉，10kg生石灰，15kg粉煤灰与75L水制成第二浆液；将两组浆液通过双液注浆泵按流速比为1∶1将浆液注入煤壁裂隙。
效果：混合后凝固时间为4min，其单纯结固体最高强度达到20MPa(7D强度)。含有30％煤粒的粉煤灰组合胶固体，最高强度为30MPa；含有50％煤粒的粉煤灰组合胶固体，最高强度为36MPa；含有70％煤粒的粉煤灰组合胶固体，最高强度为29MPa，含有85％煤粒的粉煤灰组合胶固体，最高强度为28MPa。
实施例3
将70kg硫铝酸盐水泥，15kg铝酸盐水泥，8kg膨润土，3kg硼酸钠与110L水混合制成第一浆液；将50kg石膏，30kg水渣粉，20kg生石灰，10kg粉煤灰与140L水制成第二浆液；将两组浆液通过双液注浆泵按流速比为1∶1将浆液注入煤壁裂隙。
效果：混合后凝固时间为1min，其单纯结固体最高强度达到32MPa(7D强度)。含有30％煤粒的粉煤灰组合胶固体，最高强度为41MPa；含有50％煤粒的粉煤灰组合胶固体，最高强度为48MPa；含有70％煤粒的粉煤灰组合胶固体，最高强度为42MPa，含有85％煤粒的粉煤灰组合胶固体，最高强度为39MPa。
上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种煤矿无机注浆材料，分为两组浆液，其特征在于，其中一种浆液包括60～70重量份的硫铝酸盐水泥，10～15重量份的铝酸盐水泥，1-8重量份的悬浮剂，1～3重量份的缓凝剂；另一浆液包括40～50重量份的石膏，20～30重量份的水渣粉，10-20重量份的生石灰，10～15重量份的粉煤灰；使用时将两组组分分别制成水灰重量比为0.8∶1～1.2∶1的浆液，将所述两组浆液按1∶1比例同时注入煤壁裂隙。
2.根据权利要求1所述的煤矿无机注浆材料，其特征在于，所述悬浮剂为膨润土、纤维素钠其中一种或两种任意比例的混合。
3.根据权利要求1所述的煤矿无机注浆材料，其特征在于，所述缓凝剂为硼酸钠、柠檬酸钠、亚硝酸钠其中一种或两种任意比例的混合。
4.根据权利要求1所述的煤矿无机注浆材料，其特征在于，所述粉煤灰含30wt％-85wt％煤粒。
5.根据权利要求1所述的煤矿无机注浆材料，其特征在于，所述两组浆液通过双液注浆泵将浆体注入煤壁裂隙。
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