CN110194646B - 一种矿用无机速凝灌注爆破封孔材料及其制备方法 - Google Patents

一种矿用无机速凝灌注爆破封孔材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，按重量份数计，封孔材料包括：硫铝酸盐水泥熟料25～50份、石膏20～40份、石灰5～10份、粉煤灰25～40份、复合外加剂0.5～3份、水80～110份；其中，复合外加剂的重量份数组成为：减水剂50～75份、元明粉10～30份、偏铝酸钠2.5～25份、发气剂1～10份。本发明封孔材料制备方法工艺简单，制备出的封孔材料浆体流动度大、又具有较好的保水性；初凝时间在20～35分钟可调；硬化后竖向膨胀率在1～10％之间；1.5h抗压强度在2～4MPa。本发明具有施工工艺简单、劳动强度低、生产成本低等优点，全过程不仅不产生三废，而且能利用固体废弃物，不影响环境。

Description

一种矿用无机速凝灌注爆破封孔材料及其制备方法
技术领域
本发明属于煤矿封孔技术领域，具体涉及一种矿用无机速凝灌注爆破封孔材料及其制备方法。
背景技术
煤矿深孔爆破是一种顶板预裂、煤体卸压等常用的技术手段，按照规定封孔深度一般不少于孔深的1/3，爆破封孔是为了有效抵抗和缓冲深孔爆破时炸药产生的冲击应力波，减小爆破能量的损失，充分利用炸药能量，提高预裂爆破效果。目前主要采用炮泥填塞方式，存在效率低、劳动强度大等问题，捣不实的时候还会冲出炮泥，严重影响爆破效果。煤矿爆破安全工序多，还需要停电、撤人，影响其他采掘作业，尤其是在进行大孔径、深孔爆破时，炮泥填塞需要2～3h，再加上其他工序，施工时一个班仅能完成1～3个钻孔爆破，而且劳动强度很大。
采用灌注式封孔是把液态封孔材料灌入封孔段，浆液凝固后自然形成爆破封孔段，灌注材料目前有采用普通水泥添加速凝剂复合材料，虽然凝固时间短，但达到所需要的强度时间长，一般要养护6h以上才可实施爆破，而深孔爆破一般要求必须当班完成，等待时间长了，会严重影响正常的爆破作业。高分子材料虽凝固速度快，可以达到快速封孔的效果，但是固结过程中反应温度高达200℃以上，存在严重的安全隐患，爆破过程中有机成份燃烧，会产生有毒有害气体，且与炮泥材料差距较大。
目前还没有一种固结凝固速度快、强度高、反应温度低、安全性高且无污染的封孔材料。
因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能满足施工阶段的要求，又能快速凝结硬化，而且具有微膨胀特点的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，其特征在于，以重量份数计，所述封孔材料包括下述组分：
硫铝酸盐水泥熟料25～50份、石膏20～40份、石灰5～10份、粉煤灰25～40份、复合外加剂0.5～3份、水80～110份；
其中，所述复合外加剂包括减水剂、元明粉、偏铝酸钠和发气剂。
在如上所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，优选，以重量份数计，所述复合外加剂包括减水剂50～75份、元明粉10～30份、偏铝酸钠2.5～25份、发气剂1～10份。
在如上所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，优选，以重量份数计，所述封孔材料包括下述组分：硫铝酸盐水泥熟料35份、石膏25份、石灰8份、粉煤灰30份、复合外加剂2份、水90份；
其中，所述复合外加剂包括：减水剂60份、元明粉20份、偏铝酸钠15份、发气剂5份。
在如上所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，优选，所述硫铝酸盐水泥熟料的比表面积不小于350m2/kg。
在如上所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，优选，所述石膏为硬石膏，所述石膏的比表面积不小于350m2/kg；
优选地，所述石膏为氟石膏。
在如上所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，优选，所述石灰的比表面积不小于350m2/kg；
优选地，所述石灰为消石灰粉或生石灰。
在如上所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，优选，所述粉煤灰的比表面积不小于300m2/kg。
在如上所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，优选，所述减水剂为萘系减水剂。
在如上所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，优选，所述元明粉为无水硫酸钠，且纯度在99％以上；
优选地，所述偏铝酸钠的纯度在80％以上。
在如上所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，优选，所述发气剂为铝粉膏。
一种矿用无机速凝灌注爆破封孔材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一，称取减水剂、元明粉、偏铝酸钠和发气剂放入第一容器中，混合搅拌均匀，得到复合外加剂粉料；
步骤二，称取硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰和粉煤灰放入第二容器中，再加入所述复合外加剂粉料，混合搅拌均匀，得到封孔材料粉体料；
步骤三，在所述步骤二中制备的封孔材料粉体料中加入水，混合搅拌均匀后得到封孔材料。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：
本发明利用硫铝酸盐水泥具有早强快硬的特点，同时通过添加减水剂、早强剂、发气剂等，以确保其流动性、硬化后20～35分钟之间的强度和硬化后的微膨胀性，并且通过添加粉煤灰，以降低早期反应的最高温度。
本发明在15分钟之内具有较好的流动性，以满足灌注要求；在20～30分钟之间能快速凝结硬化，不仅在硬化过程中的最高温度不大于45℃，且装药后通过气动注浆泵灌注入封孔段，1.5h时抗压强度可达2～4MPa，即可实施爆破，可根据封孔长度调整封孔材料强度；硬化后具有微膨胀性，竖向膨胀率在1～10％之间。
总之，本发明具有生产周期短，生产成本低的特点，纯无机材料，爆破过程不燃烧，无有毒有害气体产生，全过程不仅不产生三废，而且能利用固体废弃物，不影响环境。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，利用硫铝酸盐水泥具有早强快硬的特点，同时通过添加减水剂、早强剂、发气剂等，使封孔浆料具备较好的使用性能。采用灌注式封孔把液态封孔材料灌入封孔段，浆液凝固后自然形成爆破封孔段，浆液在15分钟之内具有较好的流动性，以满足灌注要求；在20～35分钟之内能快速凝结硬化，以缩短达到合适强度所需等待的时间；硬化后的微膨胀性，竖向膨胀率在1～10％之间；并且通过添加粉煤灰，以降低早期反应的最高温度，硬化过程中的最高温度不大于45℃，纯无机材料，无有毒有害气体产生；且装药后通过气动注浆泵灌注入封孔段，1.5h时抗压强度可达2～4MPa，即可实施爆破，可根据封孔长度调整封孔材料强度，通常封孔长度越长，所需的封孔材料强度越低。
使用本发明提供的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料制备方法制备的封孔材料浆料应用于爆破灌注注浆，能够快速凝结硬化，具备微膨胀特点，提高生产周期，降低成产成本，过程中无固体废弃物产生，生产全过程绿色环保健康。
本发明提供的一种矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，以重量份数计，封孔材料包括下述组分：
硫铝酸盐水泥熟料25～50份(比如25份、27份、29份、30份、32份、34份、36份、38份、40份、42份、44份、46份、48份、50份)、石膏20～40份(比如22份、24份、26份、28份、30份、32份、34份、36份、38份、40份)、石灰5～10份(比如6份、7份、8份、9份、10份)、粉煤灰25～40份(比如26份、27份、28份、29份、30份、32份、34份、36份、38份、40份)、复合外加剂0.5～3份(比如0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份)、水80～110份(比如82份、85份、87份、90份、92份、95份、97份、100份、102份、104份、106份、108份、110份)；
其中，复合外加剂包括减水剂50～75份(比如52份、54份、55份、56份、58份、60份、62份、64份、65份、66份、68份、70份、72份、74份、75份)、元明粉10～30份(比如12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份、28份、30份)、偏铝酸钠2.5～25份(比如2.7份、2.9份、3份、5份、7份、9份、10份、12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、25份)、发气剂1～10份(比如2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份)。
优选地，以重量份数计，封孔材料包括下述组分：硫铝酸盐水泥熟料35份、石膏25份、石灰8份、粉煤灰30份、复合外加剂2份、水90份；
其中，复合外加剂包括：减水剂60份、元明粉20份、偏铝酸钠15份、发气剂5份。
优选地，硫铝酸盐水泥熟料的比表面积不小于350m2/kg。
优选地，石膏为硬石膏，石膏的比表面积不小于350m2/kg；再优选地，石膏为氟石膏。
优选地，石灰为消石灰粉或生石灰，石灰的比表面积不小于350m2/kg。
优选地，粉煤灰的比表面积不小于300m2/kg。
优选地，减水剂为萘系减水剂。
优选地，元明粉为无水硫酸钠，且纯度在99％以上。
优选地，偏铝酸钠的纯度在80％以上。
优选地，发气剂为铝粉膏。
为了进一步理解本发明的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，本发明还提供了一种矿用无机速凝灌注爆破封孔材料的制备方法，制备方法包括如下步骤：
步骤一，称取减水剂、元明粉、偏铝酸钠和发气剂放入第一容器中，混合搅拌均匀，得到复合外加剂粉料；
步骤二，称取原料硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰和粉煤灰放入第二容器中，再加入复合外加剂粉料，混合搅拌均匀，得到封孔材料粉体料；
步骤三，在步骤二中制备的封孔材料粉体料中加入水，搅拌混合均匀后得到封孔材料。
本发明实施例中和对照例中1和2中所用原料满足下述要求：硫铝酸盐水泥熟料为符合GB20472—2006《硫铝酸盐水泥》附录A的要求，其比表面积不小于350m2/kg；石膏为氟石膏，其比表面积不小于350m2/kg；石灰为符合建材行业标准《建筑消石灰粉》JC/T481-2013中一等品和/或合格品要求的消石灰粉，其比表面积不小于350m2/kg；粉煤灰为燃煤电厂干排粉煤灰，其比表面积不小于300m2/kg；减水剂为萘系高效减水剂粉体颗粒；元明粉为无水硫酸钠，且质量纯度在99％以上；偏铝酸钠为市售偏铝酸钠，且质量纯度在80％以上；发气剂为铝粉膏。
实施例1
本发明实施例提供的一种矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，该封孔材料的重量份数配方为：硫铝酸盐水泥熟料35份、石膏25份、石灰8份、粉煤灰30份、复合外加剂2份、水90份；其中，复合外加剂的重量份数组成为：减水剂60份、元明粉20份、偏铝酸钠15份、发气剂5份。
本实施例中矿用无机速凝灌注爆破封孔材料的制备方法如下：
第一步，将萘系减水剂600g、元明粉200g、偏铝酸钠150g、铝粉膏50g，加入混料机中混合均匀，经检测合格后得复合外加剂；
第二步，称取主料硫铝酸盐水泥熟料3500g、石膏2500g、石灰800g、粉煤灰3000g，以及复合外加剂200g放入混料搅拌机中，搅拌至均匀，再加入自来水9000g，搅拌至均匀，即得封孔材料浆料。
性能测试
将本发明实施例中制备的封孔材料浆料进行流动度、初凝时间、1.5h抗压强度、最高反应温度和竖向膨胀率测试，其中流动度参照GB 50119-2003附录A进行；初凝时间按GB/T 1346-2011规定进行；1.5h抗压强度参照GB/T17671-1999进行，试块规格制备为：70.7mm×70.7mm×70.7mm；最高反应温度采用保温杯测试；竖向膨胀率参照GB 50119-2003附录C进行。
本发明实施例中制备的封孔材料浆料的流动度为280mm。
通过注浆泵进行施工制备试块，测得初凝时间为28min，1.5h的抗压强度为3.63MPa，最高反应温度为43.1℃，硬化后的竖向膨胀率为5.85％。
实施例2
本实施例中将制备方法中第二步中的加入水用量更改为8000g，其他方法步骤和原料用量与实施例1相同，在此不再赘述。
对本实施例中制备的封孔材料浆料进行流动度、初凝时间、1.5h抗压强度、最高反应温度和竖向膨胀率测试，测试标准和方法与实施例1中相同。
本发明实施例中制备的封孔材料浆料的流动度为260mm。
通过注浆泵进行施工制备试块，测得初凝时间为25min，1.5h的抗压强度为3.95MPa，最高反应温度为44.6℃，硬化后的竖向膨胀率为8.9％。
实施例3
本实施例中将制备方法中第二步中的加入水用量更改为10000g，其他方法步骤和原料用量与实施例1相同，在此不再赘述。
对本实施例中制备的封孔材料浆料进行流动度、初凝时间、1.5h抗压强度、最高反应温度和竖向膨胀率测试，测试标准和方法与实施例1中相同。
本发明实施例中制备的封孔材料浆料的流动度为295mm。
通过注浆泵进行施工制备试块，测得初凝时间为31min，1.5h的抗压强度为3.15MPa，最高反应温度为41.8℃，硬化后的竖向膨胀率为3.52％。
实施例4
本实施例中将制备方法中第二步中的加入水用量更改为11000g，其他方法步骤和原料用量与实施例1相同，在此不再赘述。
对本实施例中制备的封孔材料浆料进行流动度、初凝时间、1.5h抗压强度、最高反应温度和竖向膨胀率测试，测试标准和方法与实施例1中相同。
本发明实施例中制备的封孔材料浆料的流动度为315mm。
通过注浆泵进行施工制备试块，测得初凝时间为33min，1.5h的抗压强度为2.57MPa，最高反应温度为40.1℃，硬化后的竖向膨胀率为1.69％。
实施例5
本实施例中将制备方法中第二步中的复合外加剂用量更改为50g，其他方法步骤和原料用量与实施例1相同，在此不再赘述。
对本实施例中制备的封孔材料浆料进行流动度、初凝时间、1.5h抗压强度、最高反应温度和竖向膨胀率测试，测试标准和方法与实施例1中相同。
本发明实施例中制备的封孔材料浆料的流动度为250mm。
通过注浆泵进行施工制备试块，测得初凝时间为35min，1.5h的抗压强度为3.95MPa，最高反应温度为39.6℃，硬化后的竖向膨胀率为1.51％。
实施例6
本实施例中将制备方法中第二步中的复合外加剂用量更改为100g，其他方法步骤和原料用量与实施例1相同，在此不再赘述。
对本实施例中制备的封孔材料浆料进行流动度、初凝时间、1.5h抗压强度、最高反应温度和竖向膨胀率测试，测试标准和方法与实施例1中相同。
本发明实施例中制备的封孔材料浆料的流动度为265mm。
通过注浆泵进行施工制备试块，测得初凝时间为31min，1.5h的抗压强度为3.63MPa，最高反应温度为41.3℃，硬化后的竖向膨胀率为3.62％。
实施例7
本实施例中将制备方法中第二步中的复合外加剂用量更改为300g，其他方法步骤和原料用量与实施例1相同，在此不再赘述。
对本实施例中制备的封孔材料浆料进行流动度、初凝时间、1.5h抗压强度、最高反应温度和竖向膨胀率测试，测试标准和方法与实施例1中相同。
本发明实施例中制备的封孔材料浆料的流动度为305mm。
通过注浆泵进行施工制备试块，测得初凝时间为25min，1.5h的抗压强度为2.57MPa，最高反应温度为44.9℃，硬化后的竖向膨胀率为8.38％。
实施例8
本实施例中改变制备方法中第二步中的主料用量，采用硫铝酸盐水泥熟料2500g、石膏2000g、石灰1000g、粉煤灰4000g，其他方法步骤和原料用量与实施例1相同，在此不再赘述。
对本实施例中制备的封孔材料浆料进行流动度、初凝时间、1.5h抗压强度、最高反应温度和竖向膨胀率测试，测试标准和方法与实施例1中相同。
本发明实施例中制备的封孔材料浆料的流动度为335mm。
通过注浆泵进行施工制备试块，测得初凝时间为43min，1.5h的抗压强度为2.06MPa，最高反应温度为36.8℃，硬化后的竖向膨胀率为1.01％。
实施例9
本实施例中改变制备方法中第二步中的主料用量，采用硫铝酸盐水泥熟料3000g、石膏2500g、石灰800g、粉煤灰3700g，其他方法步骤和原料用量与实施例1相同，在此不再赘述。
对本实施例中制备的封孔材料浆料进行流动度、初凝时间、1.5h抗压强度、最高反应温度和竖向膨胀率测试，测试标准和方法与实施例1中相同。
本发明实施例中制备的封孔材料浆料的流动度为315mm。
通过注浆泵进行施工制备试块，测得初凝时间为36min，1.5h的抗压强度为2.85MPa，最高反应温度为39.5℃，硬化后的竖向膨胀率为3.72％。
实施例10
本实施例中改变制备方法中第二步中的主料用量，采用硫铝酸盐水泥熟料3500g、石膏2500g、石灰800g、粉煤灰3200g，其他方法步骤和原料用量与实施例1相同，在此不再赘述。
对本实施例中制备的封孔材料浆料进行流动度、初凝时间、1.5h抗压强度、最高反应温度和竖向膨胀率测试，测试标准和方法与实施例1中相同。
本发明实施例中制备的封孔材料浆料的流动度为280mm。
通过注浆泵进行施工制备试块，测得初凝时间为31min，1.5h的抗压强度为3.31MPa，最高反应温度为41.3℃，硬化后的竖向膨胀率为5.63％。
实施例11
本实施例中改变制备方法中第二步中的主料用量，采用硫铝酸盐水泥熟料4000g、石膏3000g、石灰500g、粉煤灰2500g，其他方法步骤和原料用量与实施例1相同，在此不再赘述。
对本实施例中制备的封孔材料浆料进行流动度、初凝时间、1.5h抗压强度、最高反应温度和竖向膨胀率测试，测试标准和方法与实施例1中相同。
本发明实施例中制备的封孔材料浆料的流动度为265mm。
通过注浆泵进行施工制备试块，测得初凝时间为22min，1.5h的抗压强度为3.92MPa，最高反应温度为44.6℃，硬化后的竖向膨胀率为8.52％。
实施例12
本实施例中改变制备方法中第二步中的主料用量，采用硫铝酸盐水泥熟料4500g、石膏3500g、石灰700g、粉煤灰3000g，其他方法步骤和原料用量与实施例1相同，在此不再赘述。
对本实施例中制备的封孔材料浆料进行流动度、初凝时间、1.5h抗压强度、最高反应温度和竖向膨胀率测试，测试标准和方法与实施例1中相同。
本发明实施例中制备的封孔材料浆料的流动度为275mm。
通过注浆泵进行施工制备试块，测得初凝时间为26min，1.5h的抗压强度为3.59MPa，最高反应温度为43.2℃，硬化后的竖向膨胀率为6.61％。
实施例13
本实施例中改变制备方法中第一步中的复合外加剂原料组成份数，采用萘系减水剂500g、元明粉150g、偏铝酸钠100g、铝粉膏30g，其他方法步骤和原料用量与实施例1相同，在此不再赘述。
对本实施例中制备的封孔材料浆料进行流动度、初凝时间、1.5h抗压强度、最高反应温度和竖向膨胀率测试，测试标准和方法与实施例1中相同。
本发明实施例中制备的封孔材料浆料的流动度为273mm。
通过注浆泵进行施工制备试块，测得初凝时间为29min，1.5h的抗压强度为3.59MPa，最高反应温度为42.5℃，硬化后的竖向膨胀率为6.63％。
实施例14
本实施例中改变制备方法中第一步中的复合外加剂原料组成份数，采用萘系减水剂750g、元明粉250g、偏铝酸钠250g、铝粉膏100g，其他方法步骤和原料用量与实施例1相同，在此不再赘述。
对本实施例中制备的封孔材料浆料进行流动度、初凝时间、1.5h抗压强度、最高反应温度和竖向膨胀率测试，测试标准和方法与实施例1中相同。
本发明实施例中制备的封孔材料浆料的流动度为303mm。
通过注浆泵进行施工制备试块，测得初凝时间为32min，1.5h的抗压强度为3.9MPa，最高反应温度为42.6℃，硬化后的竖向膨胀率为7.61％。
对照例1
对照例1与实施例1的区别在于，制备第二步中不加入粉煤灰，其他步骤与和原料用量与实施例1相同，在此不再赘述。
对本对照例中制备的封孔材料浆料进行流动度、初凝时间、1.5h抗压强度、最高反应温度和竖向膨胀率测试，测试标准和方法与实施例1中相同。
本发明对照例中制备的封孔材料浆料的流动度为265mm。
通过注浆泵进行施工制备试块，测得初凝时间为15min，1.5h的抗压强度为5.3MPa，最高反应温度为59.5℃，硬化后的竖向膨胀率为10.6％。
对照例2
对照例2与实施例1的区别在于，制备步骤第一步中发气剂铝粉膏加入量为150g，其他步骤与和原料用量与实施例1相同，在此不再赘述。
对本对照例中制备的封孔材料浆料进行流动度、初凝时间、1.5h抗压强度、最高反应温度和竖向膨胀率测试，测试标准和方法与实施例1中相同。
本发明对照例中制备的封孔材料浆料的流动度为270mm。
通过注浆泵进行施工制备试块，测得初凝时间为16min，1.5h的抗压强度为1.5MPa，最高反应温度为48.1℃，硬化后的竖向膨胀率为16.8％。
对照例3
对照例3与实施例1的区别在于，第二步中采用的硫铝酸盐水泥熟料的比表面积为305m2/kg，小于350m2/kg，采用的石膏的比表面积为297m2/kg，小于350m2/kg，其他步骤与和原料用量与实施例1相同，在此不再赘述。
对本对照例中制备的封孔材料浆料进行流动度、初凝时间、1.5h抗压强度、最高反应温度和竖向膨胀率测试，测试标准和方法与实施例1中相同。
本发明对照例中制备的封孔材料浆料的流动度为285mm。
通过注浆泵进行施工制备试块，测得初凝时间为45min，1.5h的抗压强度为1.1MPa，最高反应温度为39℃，硬化后的竖向膨胀率为3.5％。
下述表1中所示为实施例1-14和对照例1-3中制备的封孔材料的性能数据。
表1不同实施例和对照例的封孔材料性能
项目 流动度/mm 初凝时间/min 1.5h抗压强度/MPa 最高反应温度/℃ 竖向膨胀率/％
实施例1 280 28 3.63 43.1 5.85
实施例2 260 25 3.95 44.6 8.9
实施例3 295 31 3.15 41.8 3.52
实施例4 315 33 2.57 40.1 1.69
实施例5 250 35 3.95 39.6 1.51
实施例6 265 31 3.63 41.3 3.62
实施例7 305 25 2.57 44.9 8.38
实施例8 335 33 2.06 36.8 1.01
实施例9 315 35 2.85 39.5 3.72
实施例10 280 31 3.31 41.3 5.63
实施例11 265 22 3.92 44.6 8.52
实施例12 275 26 3.59 43.2 6.61
实施例13 273 29 3.59 42.5 6.63
实施例14 303 32 3.9 42.6 7.61
对照例1 265 15 5.3 59.5 10.6
对照例2 270 16 1.5 48.1 16.8
对照例3 285 45 1.1 39 3.5
由表中性能数据可得，本发明实施例中制备的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料制备成的浆料流动度好，通过添加合适配比的高效减水剂、早强剂(元明粉)、发气剂等复合外加剂，以确保其早期流动性；同时初凝时间可调节，实施例1-7中，主料和复合外加剂加入量不变情况下，通过提高水加入量，初凝时间延长；主料和水加入量不变时，通过提高复合外加剂加入量，初凝时间降低；总之，本发明封孔材料浆体在20～35分钟之内就能快速凝结硬化，凝结速度快；硬化后的封孔材料具备1～10％的微膨胀性，适宜的膨胀可以提高封孔材料的封孔效果，但过大的膨胀会影响材料的自身强度，本发明中的封孔材料具备适当的微膨胀性和较好的早期强度；并且通过添加粉煤灰，能够降低早期反应的最高温度。
综上所述：为此，本发明的灌注式爆破封孔材料，具备速凝快硬和微膨胀特性，固化过程中最高温度为45℃(所需反应温度低，施工过程中不存在高温施工安全隐患)，纯无机材料，爆破过程不燃烧，无有毒有害气体产生，固化后与炮泥力学性状最接近；通过气动注浆泵灌注入封孔段，1.5h时抗压强度可达2～4MPa，即可实施爆破，具有生产周期短，生产成本低的特点，纯无机材料，爆破过程不燃烧，无有毒有害气体产生，全过程不仅不产生三废，而且能利用固体废弃物，不影响环境。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，其特征在于，以重量份数计，所述封孔材料由下述组分组成：
硫铝酸盐水泥熟料35~50份、石膏25~40份、石灰7~8份、粉煤灰30份、复合外加剂2份、水90份；
其中，所述复合外加剂由减水剂、元明粉、偏铝酸钠和发气剂组成；
以重量份数计，所述复合外加剂为减水剂50~75份、元明粉10~20份、偏铝酸钠10~25份、发气剂1~5份；
石膏为氟石膏，所述石膏的比表面积不小于350m2/kg；
所述石灰为消石灰粉；
所述硫铝酸盐水泥熟料的比表面积不小于350m2/kg；
所述发气剂为铝粉膏。
2.如权利要求1所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，其特征在于，以重量份数计，所述封孔材料包括下述组分：硫铝酸盐水泥熟料35份、石膏25份、石灰8份、粉煤灰30份、复合外加剂2份、水90份。
3.如权利要求2所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，其特征在于，以重量份数计，所述复合外加剂包括：减水剂60份、元明粉20份、偏铝酸钠15份、发气剂5份。
4.如权利要求1所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，其特征在于，所述石灰的比表面积不小于350m2/kg。
5.如权利要求1所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，其特征在于，所述粉煤灰的比表面积不小于300m2/kg。
6.如权利要求1所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，其特征在于，所述减水剂为萘系减水剂。
7.如权利要求1所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，其特征在于，所述元明粉为无水硫酸钠，且纯度在99%以上。
8.如权利要求7所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，其特征在于，所述偏铝酸钠的纯度在80%以上。
9.一种如权利要求1~8任一所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一，按照配比称取减水剂、元明粉、偏铝酸钠和发气剂放入第一容器中，混合搅拌均匀，得到复合外加剂粉料；
步骤二，按照配比称取硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰和粉煤灰放入第二容器中，再加入步骤一中的所述复合外加剂粉料，混合搅拌均匀，得到封孔材料粉体料；
步骤三，在所述步骤二中制备的封孔材料粉体料中加入水，混合搅拌均匀后得到封孔材料。
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