CN113236288B - 一种煤岩体缝隙粘结剂注入工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种煤岩体缝隙粘结剂注入工艺，其中粘结剂包括粘结剂A和粘结剂B，粘结剂的注入工艺步骤如下：（1）粘结剂A投入至注浆泵中，注浆口对准缝隙口，将粘结剂A注入煤岩体缝隙中，注浆压力为2‑5MPa；（2）粘结剂B投入至注浆泵中,粘结剂A注入煤岩体缝隙10‑20min后，注浆口对准缝隙口部，再将粘结剂B注入煤岩体缝隙中,注浆压力为2‑5MPa。本发明的有益效果为：本发明在使用过程中基本不产生热量，既可以保证煤岩体缝隙的加固，又可以保证施工的安全。
Description
技术领域
本发明涉及煤岩体加固领域，尤其涉及一种煤岩体缝隙粘结剂注入工艺。
背景技术
为了保证采煤过程中的安全生产，必须对巷道进行加固，目前主要采用将粘结剂灌入煤岩体的缝隙中进行加固的方法，使用的矿用化学浆液主要有聚氨酯类浆材和树脂类注浆材料等。聚氨酯注浆材料具有较高的压缩强度，优异的粘结性能，并具有稳定性好、可灌性佳、反应时间可调等优点，从而在注浆加固领域得到广泛应用，但其作为加固材料应用于煤矿安全生产时，其缺点是反应时放出大量的热，且本身导热系数低，热量在材料内部不断积聚，材料反应放热温度过高，存在严重的安全隐患，加上其本身成本较高，因此大大限制了其应用范围；环氧树脂具有强度高、粘结力强、收缩小和化学稳定性好等优点，但是环氧树脂的粘度较大，在采用降粘措施时会存在因稀释剂挥发导致固化物收缩大而粘性降低的问题，或者使用糠醛-丙酮体系提高可灌性，但是存在浆液粘度的增长速率快，且操作麻烦等缺点。
发明内容
本发明的目的在于产热低且粘合力较好的一种煤岩体缝隙粘结剂注入工艺。
为实现上述目的，本发明提供了一种煤岩体缝隙粘结剂注入工艺，其中粘结剂包括粘结剂A和粘结剂B，两种粘结剂在煤岩体缝隙中的注入工艺步骤如下：
（1）粘结剂A投入至注浆泵中，注浆口对准缝隙口，将粘结剂A注入煤岩体缝隙中，注浆压力为2-5MPa；
（2）粘结剂B投入至注浆泵中,粘结剂A注入煤岩体缝隙10-20min后，注浆口对准缝隙口部，再将粘结剂B注入煤岩体缝隙中,注浆压力为2-5MPa。
优选的，粘结剂A的制备原料包括如下组份：
液态硅橡胶 50-80份；
蒽油 10-20份；
聚丙酰胺 10-20份。
优选的，粘结剂B的制备原料包括如下组分：
聚乙烯吡咯烷酮 10-20份；
硫酸 5-10份；
水 20-30份。
优选的，液态硅橡胶的分子量为50-100 g/mol。
优选的，一种粘合剂包括粘合剂A和粘合剂B，粘合剂A的制备原料按照重量份包括：分子量为50-100 g/mol的液态硅橡胶50-80份，蒽油10-20份，聚丙酰胺10-20份；粘合剂B的制备原料按照重量份包括聚乙烯吡咯烷酮10-20份,硫酸5-10份,水20-30份。
优选的，粘合剂A和粘合剂B的使用步骤如下：
步骤（1）将粘合剂A涂敷在基底材料表面，停留10-20min；
步骤（2）将粘合剂B涂敷在粘合剂A表面，立即将另一基底材料置于粘合剂表面。
本发明的有益效果为：
本发明公开的粘结剂A和粘结剂B 的流动性非常好，在使用注浆泵注入到缝隙中时，两者能达到延伸至煤岩体缝隙的深处。
本发明先将粘结剂A灌入到缝隙中，停留10-20min，再将粘结剂B灌入到缝隙中，本工艺可以解决现有技术中粘结剂太粘，导致粘结剂灌入缝隙中时延展性不好，煤岩体缝隙加固效果较差的问题。
将本发明A和B分别灌入煤岩体缝隙中，两者反应后，具有发泡膨胀的效果，粘结剂厚度增加，起到填充缝隙的作用，如果煤岩体的缝隙较大，可以反复分别灌入粘结剂A和粘结剂B，可以更好的填充较大的缝隙。
本发明在使用过程中基本不产生热量，既可以保证煤岩体缝隙的加固，又可以保证施工的安全。
附图说明
图1为不同实施例在使用中的温度变化。
图2为不同实施例在注浆实验中的抗张强度。
图3为不同实施例在注浆实验中的抗压强度。
图4为粘合剂A和粘合剂B混合前和混合后的对比。
具体实施方式
为清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
实施例1：
步骤（1）将分子量为50 g/mol的液态硅橡胶50份、蒽油10份和聚丙酰胺10份投入至乳化机中，将乳化机转速设定为500r/min,得到粘合剂A。
步骤（2）聚乙烯吡咯烷酮10份、硫酸5份和水20份投入至乳化机中，将乳化机转速设定为500r/min,得到粘合剂B。
实施例2：
步骤（1）将分子量为100 g/mol的液态硅橡胶80份、蒽油20份和聚丙酰胺20份投入至乳化机中，将乳化机转速设定为500r/min,得到粘合剂A。
步骤（2）聚乙烯吡咯烷酮20份、硫酸10份和水30份投入至乳化机中，将乳化机转速设定为500r/min,得到粘合剂B。
实施例3：
步骤（1）将分子量为70 g/mol的液态硅橡胶60份、蒽油15份和聚丙酰胺15份投入至乳化机中，将乳化机转速设定为500r/min,得到粘合剂A。
步骤（2）聚乙烯吡咯烷酮15份、硫酸7份和水25份投入至乳化机中，将乳化机转速设定为500r/min,得到粘合剂B。
实施例4：
步骤（1）将分子量为70 g/mol的液态硅橡胶60份、蒽油15份和聚丙酰胺15份投入至乳化机中，将乳化机转速设定为500r/min,得到粘合剂A。
实施例5：
步骤（1）将分子量为70 g/mol的液态硅橡胶60份、蒽油15份和聚丙酰胺15份投入至乳化机中，将乳化机转速设定为500r/min,得到粘合剂A。
步骤（2）聚乙烯吡咯烷酮15份、硫酸7份和水25份投入至乳化机中，将乳化机转速设定为500r/min,得到粘合剂B。
实施例6：
市售聚氨酯粘结剂。
将实施例1-6中制备的粘合剂A和粘合剂B进行注浆实验，并进行检测。
注浆实验：
采用预制块堆积法，步骤如下：
（1）预制块采用C20级水泥砂浆制作，考虑到模拟较为复杂的裂隙情况，按150mm立方体时间尺寸制作，每个立方体试件被分为8个小试件，小试件采用三棱柱试模浇注成型。
（2）向实验筒里装填预制块，并摆放测温线，预制块要互相贴近，空间内有空余时用钢板加水泥净浆填充。
（3）装填满后，将预制块周围的面板焊接，保养7天。
（4）粘结剂A投入至注浆泵中，注浆口对准连接管路口部，将粘结剂A注入连接管路中，注浆压力为2-5MPa；粘结剂A注入煤岩体缝隙10-20min后，注浆口对准缝隙口部，再将粘结剂B使用注浆泵注入连接管路中,注浆压力为2-5MPa。
（5）3天后开模评价注浆效果，并取芯样进行力学性能检测。
取芯尺寸：φ50*100mm，φ50*50。
取芯方法：电焊割开自装置的表面铁板，使用钻孔机进行取芯，使用水磨机对所取芯样进行打磨至标准试件。
测试结果见表1、表2和说明书附图。
表1 温度检测结果
表2 力学检测结果
表1中，通过实施例1-3和实施例6的对比可以看出，聚氨酯粘合剂在灌浆过程中温度可以达到50℃，但是实施例1-3在灌浆过程中的最高温度基本保持在常温。
表2中，通过实施例1-3和实施4的力学测试性能对比可以看出，实施例4中不使用粘结剂B，表明实施例1-3所起的效果是粘合剂A和粘合剂B共同作用的结果；通过实施例1-3和实施例5的力学测试性能对比可以看出，实施例5中不使用阿司匹林，粘结性非常差。
结合表1和表2来看，实施例3可以保持在灌浆过程中温度基本不变，且能保证较好的抗拉强度和抗张强度，但是实施例6虽然力学性能较好，但是灌浆过程中温度太高，不适合煤岩体容易引燃的工作环境。
Claims (4)
1.一种煤岩体缝隙粘结剂注入工艺，其特征在于，所述粘结剂包括粘结剂A和粘结剂B，所述粘结剂的注入工艺步骤如下：
（1）粘结剂A投入至注浆泵中，注浆口对准缝隙口，将粘结剂A注入煤岩体缝隙中，注浆压力为2-5MPa；
（2）粘结剂B投入至注浆泵中,粘结剂A注入煤岩体缝隙10-20min后，注浆口对准缝隙口部，再将粘结剂B注入煤岩体缝隙中,注浆压力为2-5MPa，
所述粘结剂A的制备原料包括如下组份：
液态硅橡胶 50-80份；
蒽油 10-20份；
聚丙酰胺 10-20份，
所述粘结剂B的制备原料包括如下组分：
聚乙烯吡咯烷酮 10-20份；
硫酸 5-10份；
水 20-30份。
2.根据权利要求1所述的一种煤岩体缝隙粘结剂注入工艺，其特征在于，所述液态硅橡胶的分子量为50-100g/mol。
3.一种粘合剂，其特征在于，所述粘合剂包括粘合剂A和粘合剂B，
所述粘合剂A的制备原料按照重量份包括：分子量为50-100 g/mol的液态硅橡胶50-80份，蒽油10-20份，聚丙酰胺10-20份；
所述粘合剂B的制备原料按照重量份包括：聚乙烯吡咯烷酮10-20份,硫酸5-10份,水20-30份。
4.根据权利要求3所述的一种粘合剂，其特征在于，所述粘合剂A和粘合剂B的使用步骤如下：
步骤（1）将粘合剂A涂敷在基底材料表面，停留10-20min；
步骤（2）将粘合剂B涂敷在粘合剂A表面，立即将另一基底材料置于粘合剂表面。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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