CN110372316A - 一种钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂 - Google Patents

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郭客
张长奎
于开波
霍苗苗
高源�
杜巍
孙建峰
梁尔祝
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Abstract

本发明的一种钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂，由两部分组成，第一部分为以无机聚合物为主的絮凝成分，第二部分为能够起到胶凝作用的活性成分，由聚酯类物质和硅酸盐组成。本发明的胶凝剂各成分都是水溶性的，适用于炮孔堵塞，尤其是水孔中钻孔屑的回填堵塞。聚酯类物质在硅酸盐的作用下强度增大，促进了钻孔屑颗粒之间的团聚，使水孔中回填的钻孔屑胶凝起来。本发明成本低廉，操作方便，适合矿山露天爆破炮孔堵塞。

Description

一种钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂
技术领域
本发明属于胶凝类药剂技术领域，涉及一种钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂。
背景技术
目前，矿山露天采矿的主要形式为爆破法采矿，即在钻好的炮孔内填装炸药，利用炸药爆炸的能量破岩，从而将矿石从围岩体中分离出来。为了降低采矿成本、保证采矿安全、提高采矿效率，有必要对炮孔进行良好的封堵，确保炸药爆炸能得到充分利用。良好的炮孔堵塞质量可以延长爆生气体在孔内作用时间，进而在较大范围内产生裂隙，然后扩展、贯通、切割；可以保障炮孔内炸药充分反应，降低炸药单耗，改善爆破效果，因此，寻找封堵效果良好的材料对于矿山爆破工程具有重要的现实意义。
目前传统的堵塞材质主要分为三大类，即固体、液体和胶体三大类。固体类材料是来源最广，最常用的一类，一般为砂砾、岩粉、粘土及其混合物；液体材料主要是水，即将水装入筒状聚乙烯塑料袋并封口制成水炮泥填装；胶体材料是有机物和水形成的胶结物或速凝胶结溶液。一般来说，爆破工程封堵炮孔使用最多的是砂、粘土、水泥、石灰，粉煤灰等无机胶凝类材料。也有研究认为，在保证炮孔堵塞长度的情况下，以塑料水袋和黄土、砂子和水掺合的炮泥共用为宜。但砂砾和黄土存在运输成本高且操作不方便的的问题，不是矿山封堵炮孔的最佳材料。
为了节省成本，方便施工，现场通常采用将钻孔屑回填的方式堵塞炮孔。若炮孔中无水，单靠钻孔屑的重量也可将炮孔封堵住，但多数炮孔中存在水，且体积较大，钻孔屑回填至炮孔时由于水的作用，颗粒之间无法团聚，溃散不成形，容易造成穿孔现象。因此，有必要在水孔中加入液体胶凝剂促进钻孔屑颗粒之间的团聚。
目前，关于土壤固化剂的报道较多，对于炮孔回填使用的钻屑胶结固化报道甚少，大多使用固体类凝胶材料，很少有用到液体类胶凝剂的。液体类胶凝剂的优点在于现场施工操作方便，节省运输成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂，以解决钻孔屑对炮孔进行封堵时由于水的作用使矿粉溃散不成形，强度低，易穿孔的问题。
本发明提供一种钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂，所述液体胶凝剂由絮凝成分和活性成分组成，絮凝成分为无机聚合物，活性成分为硅酸盐和聚酯类物质；无机聚合物为聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁中的一种或几种；
各组分的质量百分比为：无机聚合物25-35％、硅酸盐25-50％和聚酯类物质15-40％。
在本发明的钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂中，所述硅酸盐为硅酸钾或硅酸钠。
在本发明的钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂中，所述聚酯类物质为聚丙烯酸甲酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
在本发明的钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂中，聚酯类物质在硅酸盐的作用下成膜，生成网络状结构的物质，填充了矿粉颗粒之间的空隙。
本发明的一种钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂，由两部分组成，第一部分为以无机聚合物为主的絮凝成分，第二部分为能够起到胶凝作用的活性成分，由聚酯类物质和硅酸盐组成。本发明的胶凝剂各成分都是水溶性的，适用于炮孔堵塞，尤其是水孔中钻孔屑的回填堵塞。聚酯类物质在硅酸盐的作用下强度增大，促进了钻孔屑颗粒之间的团聚，使水孔中回填的钻孔屑胶凝起来。本发明成本低廉，操作方便，适合矿山露天爆破炮孔堵塞。
具体实施方式
下面将结合现场炮孔堵塞实际操作，对本发明的技术方案，施工方法进一步详细说明。
炮孔填塞时，所用材料为钻孔屑，本发明具体针对矿石类钻孔屑，如透闪矿，极贫矿等。
本发明的一种钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂，由絮凝成分和活性成分组成。絮凝成分为无机聚合物，活性成分为硅酸盐和聚酯类物质。质量百分比为：无机聚合物25-35％、硅酸盐25-50％和聚酯类物质15-40％。
具体实施时，所述无机聚合物为聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁中的一种或几种；
具体实施时，所述硅酸盐为硅酸钾或硅酸钠。
具体实施时，所述聚酯类物质为聚丙烯酸甲酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
聚酯类物质在硅酸盐的作用下成膜，生成网络状结构的物质，填充了矿粉颗粒之间的空隙。
实施案例1
本实施例中，一种钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂，由如下质量百分比的组分组成：无机聚合物25％，硅酸盐37.5％，聚酯类物质37.5％。
无机聚合物为聚合氯化铝，将聚合氯化铝制成5％-10％溶液，最先加入炮孔中，使其与炮孔中的水融合。硅酸盐为硅酸钠，聚酯类物质为聚丙烯酸甲酯，按比例加入硅酸钠和聚丙烯酸甲酯，使其在炮孔的水中分散，最后填入钻孔屑。
实施案例2
本实施例中，一种钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂，由如下质量百分比的组分组成：无机聚合物28.5％，硅酸盐42.8％，聚酯类物质28.5％。
无机聚合物为聚合氯化铝，将聚合氯化铝制成5％-10％溶液，最先加入炮孔中，使其与炮孔中的水融合。硅酸盐为硅酸钠，聚酯类物质为聚丙烯酸甲酯，按比例加入硅酸钠和聚丙烯酸甲酯，使其在炮孔的水中分散，最后填入钻孔屑。
实施案例3
本实施例中，一种钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂，由如下质量百分比的组分组成：无机聚合物33.3％，硅酸盐50％，聚酯类物质16.7％。
无机聚合物为聚合氯化铝，将聚合氯化铝制成5％-10％溶液，最先加入炮孔中，使其与炮孔中的水融合。硅酸盐为硅酸钠，聚酯类物质为聚丙烯酸甲酯，按比例加入硅酸钠和聚丙烯酸甲酯，使其在炮孔的水中分散，最后填入钻孔屑。
实施案例4
本实施例中，一种钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂，由如下质量百分比的组分组成：无机聚合物25％，硅酸盐37.5％，聚酯类物质37.5％。
无机聚合物为聚合氯化铝和聚合氯化铁，将聚合氯化铝和聚合氯化铁制成5％-10％溶液，最先加入炮孔中，使其与炮孔中的水融合。硅酸盐为硅酸钠，聚酯类物质为聚甲基丙烯酸甲酯，按比例加入硅酸钠和聚甲基丙烯酸甲酯，使其在炮孔的水中分散，最后填入钻孔屑。
实施案例5
本实施例中，一种钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂，由如下质量百分比的组分组成：无机聚合物25％，硅酸盐37.5％，聚酯类物质37.5％。
无机聚合物为聚合氯化铝和聚合氯化铁，将聚合氯化铝和聚合氯化铁制成5％-10％溶液，最先加入炮孔中，使其与炮孔中的水融合。硅酸盐为硅酸钾，聚酯类物质为聚甲基丙烯酸甲酯，按比例加入硅酸钾和聚甲基丙烯酸甲酯，使其在炮孔的水中分散，最后填入钻孔屑。
本发明就实施案例1中的药剂添加方式以及添加量，在实验室进行了模拟实验，材料选用透闪矿和极贫矿的钻孔屑，最后测得胶结物的内摩擦角。
表1 鞍千透闪矿加药前后内摩擦角对比
表2 鞍千极贫矿加药前后内摩擦角对比
由于未加药剂时钻屑过于松散，因此在30和60min时无法测得内摩擦角的数据。
本发明所述的胶凝剂中，活性物质相互作用生成新物质，填充了矿石颗粒之间的孔隙，加强颗粒之间的链接，因此增加了颗粒间的内摩擦角。封堵材料的内摩擦角，摩擦系数对于炮孔的封堵至关重要。增大材料之间的内摩擦角对于提高现场爆破效率意义重大。本发明的另一个优势在于胶凝剂是液体水溶性的，相比于传统的固体封堵材料，液体胶凝剂更有利于现场施工操作，节省成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的思想，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 (4)

1.一种钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂，其特征在于，所述液体胶凝剂由絮凝成分和活性成分组成，絮凝成分为无机聚合物，活性成分为硅酸盐和聚酯类物质；无机聚合物为聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁中的一种或几种；
各组分的质量百分比为：无机聚合物25-35％、硅酸盐25-50％和聚酯类物质15-40％。
2.如权利要求1所述的钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂，其特征在于，所述硅酸盐为硅酸钾或硅酸钠。
3.如权利要求1所述的钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂，其特征在于，所述聚酯类物质为聚丙烯酸甲酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
4.如权利要求1所述的钻孔岩屑炮孔填塞用液体胶凝剂，其特征在于，聚酯类物质在硅酸盐的作用下成膜，生成网络状结构的物质，填充了矿粉颗粒之间的空隙。
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