CN106365564A - 一种矿用无机超细复合型注浆堵水材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无机超细复合型注浆堵水材料，主要由如下质量百分比的原料组成：硫铝酸盐水泥75～85％，硅酸盐水泥5～10％，粉煤灰4～10％，石英砂5～10％，氯化锂或碳酸锂0.2～1％，无水氯化钙1～3％，硬脂酸钙0.1～0.5％和萘系水剂减水剂1～3％。本发明所述的无机超细复合型注浆堵水材料，将水泥类注浆材料和化学类注浆材料的优点结合起来，与煤岩体有较好的粘结性、大的流动性和可注性、凝结时间可调，且该材料对注浆环境无危害，能广泛应用在煤矿开采或其它矿山开采中。本发明还提供了上述注浆堵水材料的制备方法。

Description

一种矿用无机超细复合型注浆堵水材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及注浆堵水材料技术领域，特别是涉及一种矿用无机超细复合型注浆堵水材料及其制备方法。
背景技术
煤矿水害影响矿井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，严重的甚至会造成生命和财产的重大损失。我国煤矿水文地质条件复杂，很多煤矿均受到较为严重的水害威胁。因此，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、延长矿井服务年限等优点。
注浆堵水技术近年来在各种矿井工程中得到广泛应用，并相继开发了一系列无机或有机注浆材料，技术效益及社会效益也很显著。目前，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。有机高分子注浆堵水材料具有粘度低、凝胶时间短、易于被压注进岩体深部微细裂隙内，但有机高分子注浆堵水材料具有成本高、反应温度高、安全性差的缺点。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种矿用无机超细复合型注浆堵水材料，在硫铝酸盐水泥材料的基础上添加其它无机超细材料，将水泥类注浆材料和化学类注浆材料的优点结合起来，使水泥类注浆材料的性能得到改善，以达到在不同注浆环境下使用的目的；该注浆堵水材料与煤岩体有较好的粘结性、大的流动性和可注性、凝结时间可调，且该材料对注浆环境无危害，能广泛应用在煤矿开采或其它矿山开采中。本发明还提供了上述矿用无机超细复合型注浆堵水材料的制备方法。
本发明采用的技术方案是：
一种无机超细复合型注浆堵水材料，主要由如下质量百分比的原料组成：
本发明所述的无机超细复合型注浆堵水材料，其中，由如下质量百分比的原料组成：
本发明所述的无机超细复合型注浆堵水材料，其中，由如下质量百分比的原料组成：
本发明所述的无机超细复合型注浆堵水材料，其中，所述硫铝酸盐水泥的粒度筛选40μm达到95％的硫铝酸盐水泥。
本发明所述的无机超细复合型注浆堵水材料，其中，所述石英砂为80-100目。
本发明所述的无机超细复合型注浆堵水材料，其中，氯化锂或碳酸锂的质量含量为99﹪。
本发明所述的无机超细复合型注浆堵水材料，其中，还包括早强剂，按质量百分比，所述早强剂占所述注浆堵水材料的0.1～0.5％。
本发明所述的无机超细复合型注浆堵水材料，其中，还包括缓凝剂，按质量百分比，所述缓凝剂占所述注浆堵水材料的0.1～0.5％。
本发明所述的无机超细复合型注浆堵水材料的制备方法，包括以下步骤：按配比准备原料，混合均匀，封装后在施工现场直接加入占所述注浆堵水材料的重量百分比30％～80％的拌合水，无需振捣，充分搅拌后即可进行注浆堵水。
本发明有益效果：
本发明所述的无机超细复合型注浆堵水材料，将水泥类注浆材料和化学类注浆材料的优点结合起来，通过各组分之间的协同配合作用，使水泥类注浆材料的性能得到改善，优点如下：
1、兼具了有机高分子注浆堵水材料和水泥基注浆堵水材料的优点。本发明注浆堵水材料由无机材料复合而成，既克服了有机高分子堵水材料安全性差、成本高的缺点；也克服了水泥基无机堵水材料早期强度低、粘结力差的缺点。
2、可注性强：本发明注浆堵水材料由超细粉料组成，粘度低、流动性强，对于水泥基材料无法渗透的粉砂层、粉土层等，仍能渗透进去，因而能迅速渗透到巷道围岩(煤)的细小裂隙内。
3、绿色环保：本发明注浆堵水材料的化学组成决定了材料无毒、无害、无腐蚀性，其对水、土壤、空气等周围环境无污染，相对于其它注浆材料而言对人体无害。
4、优异的物理性能：本发明注浆堵水材料具有高流动性、高渗透性、快速凝固、不收缩、早期强度高，强度增长速度快，无反应热，遇水不影响材料性能，可带水施工等特点。
5、本质安全型：本发明注浆堵水材料本质上具有不燃、抗静电性能。相对于传统化学注浆材料采用掺加阻燃剂、抗静电剂而获得的阻燃、抗静电性能，更加安全。
6、适用范围广：可广泛用于矿山巷道、井筒、煤仓、硐室渗水堵漏，建筑物变形缝、隧道岩溶、坝体、水池、水塔、地下室裂隙堵漏等。
本发明所述的无机超细复合型注浆堵水材料，原材料的颗粒性对于浆液的渗透能力有很大影响，必须对原材料中水泥的细度加以控制，优选粒度筛选40μm达到95％的硫铝酸盐水泥。
本发明所述的无机超细复合型注浆堵水材料的制备方法优点如下：制备方法简单，无需振捣，应用广泛。
具体实施方式
以下实施例中，水泥型号越高，速凝效果越好，后期强度越高；硫铝酸盐水泥的作用是胶凝材料，可调整缓凝时间；粉煤灰：起到该堵水材料的增强剂作用；石英砂：填充，增加密实性，防止开裂，降低成本；锂盐类速凝剂，起到促凝快干的作用；氯化钙：起发热早强的作用，适合冬季用；硬脂酸钙：脂类憎水粉，提高憎水性；萘系减水剂：减少水用量，增强水泥性能。
实施例1
一种无机超细复合型注浆堵水材料，由如下质量百分比的原料组成：
所述硫铝酸盐水泥的粒度筛选40μm达到95％的硫铝酸盐水泥，所述石英砂为80目，氯化锂或碳酸锂的质量含量为99﹪。
本实施例所述的无机超细复合型注浆堵水材料，性能如下：
抗压强度：R6h＝9.5MPa，R1d＝20.5MPa，R7d＝27.4Mpa。
本实施例所述的无机超细复合型注浆堵水材料的制备方法，包括以下步骤：按配比准备原料，混合均匀，封装后在施工现场直接加入占所述注浆堵水材料的重量百分60％的拌合水，无需振捣，充分搅拌后即可进行注浆堵水。
如果要使本发明的注浆堵水材料凝结时间缩短，还可在所述注浆堵水材料中加入早强剂，按质量百分比，所述早强剂占所述注浆堵水材料的0.1～0.5％。
实施例2
一种无机超细复合型注浆堵水材料，由如下质量百分比的原料组成：
所述硫铝酸盐水泥的粒度筛选40μm达到95％的硫铝酸盐水泥，所述石英砂为100目，氯化锂或碳酸锂的质量含量为99﹪。
本实施例所述的无机超细复合型注浆堵水材料，性能如下：
抗压强度R6h＝11.6MPa，R1d＝24.2MPa，R7d＝30.3MPa
本实施例所述的无机超细复合型注浆堵水材料的制备方法，包括以下步骤：按配比准备原料，混合均匀，封装后在施工现场直接加入占所述注浆堵水材料的重量百分50％的拌合水，无需振捣，充分搅拌后即可进行注浆堵水。
如果要使本发明的凝胶时间延长，还可在所述注浆堵水材料中加入缓凝剂，按质量百分比，所述缓凝剂占所述注浆堵水材料的0.1～0.5％。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种无机超细复合型注浆堵水材料，其特征在于：主要由如下质量百分比的原料组成：
2.根据权利要求1所述的无机超细复合型注浆堵水材料，其特征在于：由如下质量百分比的原料组成：
3.根据权利要求1所述的无机超细复合型注浆堵水材料，其特征在于：由如下质量百分比的原料组成：
4.根据权利要求1所述的无机超细复合型注浆堵水材料，其特征在于：所述硫铝酸盐水泥的粒度筛选40μm达到95％的硫铝酸盐水泥。
5.根据权利要求1所述的无机超细复合型注浆堵水材料，其特征在于：所述石英砂为80-100目。
6.根据权利要求1所述的无机超细复合型注浆堵水材料，其特征在于：氯化锂或碳酸锂的质量含量为99﹪。
7.根据权利要求1所述的无机超细复合型注浆堵水材料，其特征在于：还包括早强剂，按质量百分比，所述早强剂占所述注浆堵水材料的0.1～0.5％。
8.根据权利要求1所述的无机超细复合型注浆堵水材料，其特征在于：还包括缓凝剂，按质量百分比，所述缓凝剂占所述注浆堵水材料的0.1～0.5％。
9.权利要求1-8任意一项所述的无机超细复合型注浆堵水材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：按配比准备原料，混合均匀，封装后在施工现场直接加入占所述注浆堵水材料的重量百分比30％～80％的拌合水，无需振捣，充分搅拌后即可进行注浆堵水。
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