CN104498004A - 煤岩体堵水加固用化学注浆材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化学合成领域，具体涉及一种新型煤岩体堵水加固用化学注浆材料及其制备方法。本发明通过A组分与B组分通过1:1的体积比混合制得，其中：A组分由液体硅酸钠、小分子醇、催化剂按配比混合制得，B组分由多苯基多亚甲基多异氰酸酯、降粘剂按配比混合制得。本发明有原料成本低、渗透性好、固化速度快、与煤层粘合力优、固结体强度高的特点，尤其是该种材料遇水不发泡，可以很好地兼顾堵水和加固作用，相关原料绿色，无污染，不含有挥发性溶剂，不产生任何有毒气体，完全满足煤矿堵水加固材料的使用和环保要求。

Description

煤岩体堵水加固用化学注浆材料及其制备方法
技术领域
本发明属于化学合成领域，具体涉及一种煤岩体堵水加固用化学注浆材料及其制备方法。
背景技术
我国是产煤大国，受地质条件影响，随着煤矿开采规模的迅速扩大、开采深度的不断增加，开采时所承受的水压越来越大，矿井出水问题成了困扰煤矿安全生产的突出问题。
常用的煤岩体堵水加固材料有惰性材料(如砂石、锯末、炉渣等)、水泥浆、水玻璃浆液和化学注浆材料。砂石、水泥浆、水玻璃浆液这些材料虽然价格低廉但是堵水效果差，同时没有加固煤岩体的作用，所以不能彻底堵水。化学注浆材料主要是聚氨酯材料和尿醛树脂，聚氨酯材料固化速度快，堵水效果好，可以同时起到加固作用，是很好的煤矿堵水加固材料，但是聚氨酯材料价格高，堵水成本投入大。尿醛树脂固化速度快，可以用来堵水，但是其强度不高，不能很好地起加固作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种原料成本低、渗透性好、固化速度快、与煤层粘合力优、固结体强度高，遇水不发泡、良好的堵水和加固作用、绿色无污染的煤岩体堵水加固用化学注浆材料；本发明同时提供其制备方法。
本发明所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料，由A组分和B组分组成，其中：
A组分按照重量份数计：
液体硅酸钠：      70-80份；
小分子醇：        20-30份；
催化剂：          0-0.5份；
B组分按照重量份数计：
多苯基多亚甲基多异氰酸酯：  70-80份；
降粘剂：                    20-30份。
所述液体硅酸钠模数为2.0-4.0，波美度为30-50，优选永清县聚利得化工有限公司产品；
所述小分子醇为乙二醇、一缩二乙二醇中的一种或两种；
所述催化剂为高活性聚氨酯叔胺类催化剂，高活性聚氨酯叔胺类催化剂为二甲氨基乙氧基乙醇、二甲基乙醇胺、双(二甲氨基乙基)醚中的一种或几种，优选二甲氨基乙氧基乙醇，优选美国Huntsman公司和江苏省江都市大江化工实业有限公司的产品，牌号分别为Jeffcat ZR-70和BDMAEE。
所述多苯基多亚甲基多异氰酸酯优选牌号PM200，烟台万华聚氨酯股份有限公司产品。
所述降粘剂为邻苯二甲酸酯，优选牌号DOP，青州市建邦化工有限公司产品。
所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料的制备方法，按照如下步骤完成：
制备A组分料：
a按照配比先称量好液体硅酸钠、小分子醇、催化剂备用；
b将称量好的小分子醇、催化剂入反应釜中搅拌均匀；
c将称量好的液体硅酸钠加入反应釜中搅拌均匀；
d灌装；
制备B组份料：
a按照配比先称量好多苯基多亚甲基多异氰酸酯、降粘剂备用；
b将称量好的原料装入反应釜中搅拌均匀；
c氮气置换封装。
使用时将A、B组分按A:B＝1:1的体积配比用双液注浆泵混合注浆即可。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
(1)遇水不发生反应，固化速度快，堵水效果好；强度高、抗压在40MPa以上，加固效果好。
(2)原料价廉易得，可以大大降低煤矿堵水加固的成本。
(3)相关原料绿色环保，无污染，不含有挥发性溶剂，不产生任何有毒气体，对人体无害，完全满足煤岩体堵水加固的使用和环保要求；
(4)本发明用双液注浆泵压注，泵送性优良，使用方便。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
制备A组分料100公斤，分别称量液体硅酸钠(模数2.8，波美度45，永清县聚利得化工有限公司)70kg、乙二醇(中国石化齐鲁石油化工公司)29.5kg、催化剂(牌号BDMAEE，江苏省江都市大江化工实业有限公司)0.5kg。将称量好的乙二醇、催化剂加入反应釜中搅拌，在常温下搅拌混合均匀后加入液体硅酸钠，搅拌均匀即得A组分合格产品，从反应釜中放料装桶后入库。
制备B组分料100公斤，分别称量多苯基多亚甲基多异氰酸酯(牌号PM200，烟台万华聚氨酯股份有限公司)70kg、降粘剂(牌号DOP，青州市建邦化工有限公司)30kg。将称量好的多苯基多亚甲基多异氰酸酯、降粘剂装入反应釜中搅拌，在常温下搅拌混合均匀，即得B组 分合格产品，从反应釜中放料装桶氮气置换封装后入库。
取A、B组分按照A:B＝1:1体积比搅拌混合制成固结体，检测产品指标如下：
实施例2
制备A组分料100公斤，分别称量液体硅酸钠(模数2.8，波美度45，永清县聚利得化工有限公司)79.8kg、乙二醇(中国石化齐鲁石油化工公司)20kg、催化剂(牌号Jeffcat ZR-70，美国Huntsman公司)0.2kg。将称量好的乙二醇、催化剂加入反应釜中搅拌，在常温下搅拌混合均匀后加入液体硅酸钠，搅拌均匀即得A组分合格产品，从反应釜中放料装桶后入库。
制备B组分料100公斤，分别称量多苯基多亚甲基多异氰酸酯(牌号PM200，烟台万华聚氨酯股份有限公司)80kg、降粘剂(牌号DOP，青州市建邦化工有限公司)20kg。将称量好的多苯基多亚甲基多异氰酸酯、降粘剂装入反应釜中搅拌，在常温下搅拌混合均匀，即得B组分合格产品，从反应釜中放料装桶氮气置换封装后入库。
取A、B组分按照A:B＝1:1体积比搅拌混合制成固结快，检测产品指标如下：
。

Claims (9)

1.一种煤岩体堵水加固用化学注浆材料，其特征在于由A组分和B组分组成，其中：
A组分按照重量份数计：
液体硅酸钠：                  70-80份；
小分子醇：                    20-30份；
催化剂：                      0-0.5份；
B组分按照重量份数计：
多苯基多亚甲基多异氰酸酯：    70-80份；
降粘剂：                      20-30份。
2.根据权利要求1所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料，其特征在于液体硅酸钠模数为2.0-4.0，波美度为30-50。
3.根据权利要求1所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料，其特征在于小分子醇为乙二醇或一缩二乙二醇中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料，其特征在于催化剂为高活性聚氨酯叔胺类催化剂。
5.根据权利要求4所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料，其特征在于高活性聚氨酯叔胺类催化剂为二甲氨基乙氧基乙醇、二甲基乙醇胺或双(二甲氨基乙基)醚中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料，其特征在于高活性聚氨酯叔胺类催化剂为二甲氨基乙氧基乙醇。
7.根据权利要求1所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料，其特征在于降粘剂为邻苯二甲酸酯。
8.一种权利要求1所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
制备A组分料：
a按照配比先称量好液体硅酸钠、小分子醇、催化剂备用；
b将称量好的小分子醇、催化剂加入反应釜中搅拌均匀；
c将称量好的液体硅酸钠加入反应釜中搅拌均匀；
d灌装；
制备B组份料：
a按照配比先称量好多苯基多亚甲基多异氰酸酯、降粘剂备用；
b将称量好的原料装入反应釜中搅拌均匀；
c氮气置换封装。
9.根据权利要求8所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料的制备方法，其特征在于使用时将A、B组分按A:B＝1:1的体积配比用双液注浆泵混合注浆即可。
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