CN111018445A - 一种煤矿井下永久密闭墙用材料及其密闭墙建立方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿井下永久密闭墙用材料及其密闭墙建立方法，包括质量比硅酸盐水泥18～25％、粗砂74～80％、聚羧酸0.3～0.6％、建筑胶粉0.2～0.4％、甲酸钙0.4～0.6％、聚丙烯纤维丝0.1～0.3％混合均匀即成为煤矿井下永久密闭墙材料建立的粉体材料。将水占煤矿井下永久密闭墙材料重量的13％～15％与永久密闭墙材料混合并搅拌均匀，后将混合料加入柔模袋中，按照巷道断面将1个或数个柔模袋紧密摆放，即构建好煤矿井下永久密闭墙。煤矿井下永久密闭墙材料在2h时凝固强度大于4MPa，28天时抗压强度不低于55MPa。构建的永久密闭墙具有施工方便、强度高、密闭效果好，不易漏风的特点。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿通风安全领域，尤其涉及煤矿漏风巷道永久密闭墙用材料及其密闭墙的建立方法。
背景技术
目前永久密闭墙的建立方法，有采用建两道混凝土墙或砖墙，向两道墙中填入黄土的方法。两道墙之间间距大，建墙和充填黄土施工量大，时间周期长,充填黄土后顶部很难充填密实，矿井顶部矿压压裂砖墙或混凝土墙后会发生漏风现象，漏风会引起遗煤自然发火，给矿井安全带来隐患。也有采用建加厚混凝土墙的方法。加厚混凝土墙的方法施工量较大，时间周期较长，地层来压后混凝土墙也容易出现裂纹，产生漏风现象。
因此，提供一种能够实现漏风巷道的永久封闭，且具有施工方便、强度高、密闭效果好，不易漏风密闭材料及建墙方法成为目前本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有有效的颗粒状固体材料，便于运输；2h时凝固强度不小于4MPa，可以实现边充装边堆砌的功能，同时避免了机械化浇注墙体时充装速度快使柔模袋承压过大的问题；28天抗压强度不低于55MPa的永久密闭墙材料；并提供一种韧性好、强度高、不易漏风的工装。
为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种煤矿井下永久密闭墙用材料，包括以下质量比的原料：
硅酸盐水泥18～25％，粗砂74～80％，聚羧酸0.3～0.6％，建筑胶粉0.2～0.4％，甲酸钙0.4～0.6％，聚丙烯纤维丝0.1～0.3％。
对于上述技术方案，本发明进一步优选的方案在于：
优选的，所述硅酸盐水泥采用P·O42.5R级普通硅酸盐水泥。
所述粗砂采用粒径小于3mm的砂石。
所述建筑胶粉采用粒径不小于300目的粉末，在0℃的水中可溶解。
所述聚丙烯纤维丝长度为3-6mm，直径为10-40μm，抗拉强度≥350MPa，弹性模量≥3.5GPa，断裂延伸率达到10％，比重为0.91g/cm3。
进而，本发明给出了一种煤矿井下永久密闭墙用材料的制备方法，具体为：
按照质量比将硅酸盐水泥18～25％、粗砂74～80％、聚羧酸0.3～0.6％、建筑胶粉0.2～0.4％、甲酸钙0.4～0.6％、聚丙烯纤维丝0.1～0.3％混合均匀即成为煤矿井下永久密闭墙材料建立的粉体材料。
本发明还给出了一种利用煤矿井下永久密闭墙用材料建立永久密闭墙的方法，具体为：用专用设备向密闭墙粉体材料中加入材料质量13％～15％的水并搅拌均匀，然后将混合料加入柔模袋中，按照巷道断面将1个或数个柔模袋紧密摆放，即构建好煤矿井下永久密闭墙。
本发明的有益效果是，由于采用了速凝高强材料及柔模袋，速凝性可以使先注入柔模袋的材料凝固，减小对柔模袋的压力；高强度可以确保巷道顶部来压时密闭墙依然能起到密闭作用；柔模袋具有较大的弹性形变，确保永久密闭墙不易产生漏风。施工时将袋子挂在需要位置即可浇注，袋子径、纬向扯断强度不小于1300N/50mm，经纬向撕裂力不小于150N。
矿井巷道内采用的柔模袋必须使用阻燃抗静电材料，根据密闭巷道断面的大小，揉摸袋可以采用1个或数个。在此密闭材料的配比中，为便于矿用设备使用，粗砂粒径应小于3mm，硅酸盐水泥起凝结作用，聚羧酸起减少用水量和易搅拌作用，建筑胶粉起增加强度作用，甲酸钙起速凝作用，聚丙烯纤维起增强抗压抗折强度及不易产生裂纹的作用。煤矿井下永久密闭墙材料在2h时抗压强度大于4MPa，28天抗压强度不低于55MPa。
用此方法建立的永久密闭墙施工速度快、劳动强度低、密闭效果好，为矿井建立永久密闭提供了新材料、新方法。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明的一种煤矿井下永久密闭墙的构建方法，首先，建立煤矿井下永久密闭墙墙体材料：
按照质量比将18～25％，粗砂74～80％、聚羧酸0.3～0.6％、建筑胶粉0.2～0.4％、甲酸钙0.4～0.6％、聚丙烯纤维丝0.1～0.3％混合均匀即成为煤矿井下永久密闭墙固体材料。
其中，硅酸盐水泥采用P·O42.5R级普通硅酸盐水泥。建筑胶粉采用粒径不小于300目的粉末，在0℃的水中可溶解。
聚丙烯纤维丝长度为3-6mm，直径为10-40μm，抗拉强度≥350MPa，弹性模量≥3.5GPa，断裂延伸率达到10％，比重为0.91g/cm3。
其次，建立煤矿井下永久密闭墙墙体：
将水占密闭墙固体材料重量13％～15％与密闭墙固体材料混合并搅拌均匀，然后将混合料加入柔模袋中，顺巷道断面将1个或数个柔模袋紧密摆放，即构建好煤矿井下永久密闭墙。柔模袋纬向扯断强度不小于1300N/50mm，经纬向撕裂力不小于150N。
下面给出具体实施例来进一步说明本发明制备方法。
实施例1
将硅酸盐水泥25％、粒径小于3mm粗砂80％、聚羧酸0.3％、建筑胶粉0.2％、甲酸钙0.4％、聚丙烯纤维丝0.1％搅拌均匀，加入固体粉料13％的水混合均匀并注入柔模袋中，2h时强度为4.2MPa，28天时抗压强度大于62MPa。
实施例2
将硅酸盐水泥19％、粒径小于3mm粗砂74％、聚羧酸0.3％、建筑胶粉0.2％、甲酸钙0.4％、聚丙烯纤维丝0.1％搅拌均匀，加入固体粉料13％的水混合均匀并注入柔模袋中，2h时强度为4.3MPa，28天时抗压强度大于61MPa。
实施例3
将硅酸盐水泥21％、粒径小于3mm粗砂74％、聚羧酸0.6％、建筑胶粉0.4％、甲酸钙0.6％、聚丙烯纤维丝0.3％搅拌均匀，加入固体粉料14％的水混合均匀并注入柔模袋中，2h时强度为4.5MPa，28天时抗压强度大于66MPa。
实施例4
将硅酸盐水泥23％、粒径小于3mm粗砂74％、聚羧酸0.5％、建筑胶粉0.3％、甲酸钙0.5％、聚丙烯纤维丝0.2％搅拌均匀，加入固体粉料15％的水混合均匀并注入柔模袋中，2h时强度为4.3MPa，28天时抗压强度大于65MPa。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (9)
1.一种煤矿井下永久密闭墙用材料，其特征在于，包括以下质量比的原料：
硅酸盐水泥18～25％，粗砂74～80％，聚羧酸0.3～0.6％，建筑胶粉0.2～0.4％，甲酸钙0.4～0.6％，聚丙烯纤维丝0.1～0.3％。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下永久密闭墙用材料，其特征在于，所述硅酸盐水泥采用P·O42.5R级普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下永久密闭墙用材料，其特征在于，所述粗砂采用粒径小于3mm的砂石。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下永久密闭墙用材料，其特征在于，所述建筑胶粉采用粒径不小于300目的粉末，在0℃的水中可溶解。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下永久密闭墙用材料，其特征在于，所述聚丙烯纤维丝长度为3-6mm，直径为10-40μm，抗拉强度≥350MPa，弹性模量≥3.5GPa，断裂延伸率达到10％，比重为0.91g/cm3。
6.一种权利要求1-5任一项所述的煤矿井下永久密闭墙用材料的制备方法，其特征在于，
按照质量比将硅酸盐水泥18～25％、粗砂74～80％、聚羧酸0.3～0.6％、建筑胶粉0.2～0.4％、甲酸钙0.4～0.6％、聚丙烯纤维丝0.1～0.3％混合均匀即成为煤矿井下永久密闭墙材料。
7.一种利用权利要求1-5任一项所述材料建立煤矿井下永久密闭墙的方法，其特征在于，将水占煤矿井下永久密闭墙材料重量的13％～15％与永久密闭墙材料混合并搅拌均匀，然后将混合料加入柔模袋中，按照巷道断面将1个或数个柔模袋紧密摆放，即构建好煤矿井下永久密闭墙。
8.根据权利要求7所述的建立煤矿井下永久密闭墙的方法，其特征在于，所述柔模袋经纬向扯断强度不小于1300N/50mm，经纬向撕裂力不小于150N。
9.根据权利要求8所述的建立煤矿井下永久密闭墙的方法，其特征在于，煤矿井下永久密闭墙在2h时凝固强度大于4MPa，28天时抗压强度不低于55MPa。
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