CN113860835B - 一种高强度粉体加固材料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于煤岩体化学加固技术领域，具体是一种高强度粉体加固材料；由A组分和B组分组成，A组分包括重量份为40‑60份石膏，10‑20份云母片、5‑8份塑料纤维、1‑2份木质素磺酸钠，B组分包括重量份为20‑40份低热硅酸盐水泥、10‑20份铝矾土、10‑20份粉煤灰、1‑5份塑料纤维、0.5‑1份二氧化钛；A组分和B组分的体积比为1‑1.5:1；该粉体加固材料渗透性高，强度高，抗压强度40Mpa以上，28天后强度达60Mpa以上，且粉体材料的阻燃，放热量少，满足煤体加固的要求。

Description

一种高强度粉体加固材料
技术领域
本发明属于煤岩体化学加固技术领域，涉及一种高强度粉体加固材料。
背景技术
煤矿井下采掘施工过程中，由于地质构造、原生裂隙及由于采动压力的影响等形成的破碎煤岩体，往往引起巷道围堰、顶板、工作面等尤其是松散煤（岩）体极易塌冒，影响安全生产。特别是随着大型综合采挖设备的普及，煤矿开采过程中需要对开采巷道、硐室、工作面和顶板等进行维护。化学注浆加固技术能及时地改变围岩的松散结构，提高岩体的整体强度，从而提高施工速度，保证工作面的正常接替，值得煤矿在过断层等异常情况时应用。此外，在煤炭生产的其它环节，如：采煤面的片帮、冒顶等类似情况，也可应用该技术进行治理。因此注化学浆加固技术是确保矿井生产安全的一项实用支护技术。井下环境特殊，要求所采用的灌注材料具有与煤体粘性好、有效固结范围大，形成的固结体有一定强度、封闭性好、质轻、化学性质稳定等特点。由于加固用聚氨酯材料可满足以上特性，近年来，国内外学者对加固用聚氨酯材料进行了大量的研究，并应用于松散煤体的加固，取得良好效果，解决了矿井生产的难题。
对于应用于煤矿井下的聚氨酯类高分子注浆加固材料，除了力学性能方面的要求以外，为保证井下的施工安全，还要求其应具备较高的闪点、环保无毒、较低的反应温度和较高的阻燃性等特点，然而现有的煤矿用聚氨酯注浆加固类材料往往无法同时满足以上所有要求，反应温度大多在140℃左右，易引发煤体自燃，对施工环境和质量要求较高，不利于井下安全加固使用。粉体加固材料尤其特殊的优势，对施工环境和质量要求较低，但是目前的粉体加固材料的强度性能比较低。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提出一种高强度粉体加固材料，具有快凝、早强、高渗透性的优点。
为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
一种高强度粉体加固材料，由A组分和B组分组成，所述A组分包括重量份为40-60份石膏，10-20份云母片、5-8份塑料纤维、1-2份木质素磺酸钠，所述B组分包括重量份为20-40份低热硅酸盐水泥、10-20份铝矾土、10-20份粉煤灰、1-5份塑料纤维、0.5-1份二氧化钛；所述A组分和B组分的体积比为1-1.5:1。
优选的，所述A组分包括重量份为50份石膏，15份云母片、5份塑料纤维、1份木质素磺酸钠，所述B组分包括重量份为30份低热硅酸盐水泥、15份铝矾土、15份粉煤灰、3份塑料纤维、0.5份二氧化钛。
优选的，所述A组分和B组分的体积比为1:1。
优选的，按照水灰比为0.5:1，将所述的粉体加固材料与水混合后注入岩体缝隙。
本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：
本发明所述的粉体加固材料具有一定粘结性和韧性，与煤体有很好的相容性，符合井下煤层形变规律；适合井下巷道、采掘工作面的加固，特别在断层、破碎带、陷落区的超前加固，在深孔注浆加固方面效果显著。
本发明所述的粉体加固材料渗透性高，强度高，抗压强度40Mpa以上，28天后强度达60Mpa以上。且粉体材料的成本低、阻燃，最高反应温度低于 100℃，放热量少，以达到不易引起煤层自燃的效果，井下使用安全，施工工艺简单、施工效率高，满足煤体加固的要求。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
实施例1
一种高强度粉体加固材料，由A组分和B组分组成，A组分由40 Kg石膏，20 Kg云母片、5 Kg塑料纤维、1 Kg木质素磺酸钠组成，B组分由20 Kg低热硅酸盐水泥、15 Kg铝矾土、15 Kg粉煤灰、2 Kg塑料纤维、1 Kg二氧化钛组成；A、B组分按照1：1的质量比混合后制得粉体材料。
使用时按照固定配比与水混合（水灰比0.5：1），通过专用灰浆泵混匀后注入到松散、破碎煤岩体的裂隙中，与煤岩体形成连续、完整的、具有高强度的固结体，从而起到加固作用。
实施例2
一种高强度粉体加固材料，由A组分和B组分组成，A组分由50 Kg石膏，15 Kg云母片、5 Kg塑料纤维、1 Kg木质素磺酸钠组成，B组分由30 Kg低热硅酸盐水泥、15 Kg铝矾土、15 Kg粉煤灰、3Kg塑料纤维、0.5Kg二氧化钛组成；A、B组分按照1：1的质量比混合后制得粉体材料。
使用时按照固定配比与水混合（水灰比0.5：1），通过专用灰浆泵混匀后注入到松散、破碎煤岩体的裂隙中，与煤岩体形成连续、完整的、具有高强度的固结体，从而起到加固作用。
实施例3
一种高强度粉体加固材料，由A组分和B组分组成，A组分由60 Kg石膏，15Kg云母片、8Kg塑料纤维、1 Kg木质素磺酸钠组成，B组分由40 Kg低热硅酸盐水泥、20Kg铝矾土、15Kg粉煤灰、2 Kg塑料纤维、0.5Kg二氧化钛组成；A、B组分按照1：1的质量比混合后制得粉体材料。
使用时按照固定配比与水混合（水灰比0.5：1），通过专用灰浆泵混匀后注入到松散、破碎煤岩体的裂隙中，与煤岩体形成连续、完整的、具有高强度的固结体，从而起到加固作用。
实施例4
一种高强度粉体加固材料，由A组分和B组分组成，A组分由50 Kg石膏，20Kg云母片、8Kg塑料纤维、2Kg木质素磺酸钠组成，B组分由40 Kg低热硅酸盐水泥、10Kg铝矾土、10Kg粉煤灰、4Kg塑料纤维、1Kg二氧化钛组成；A、B组分按照1：1的质量比混合后制得粉体材料。
使用时按照固定配比与水混合（水灰比0.5：1），通过专用灰浆泵混匀后注入到松散、破碎煤岩体的裂隙中，与煤岩体形成连续、完整的、具有高强度的固结体，从而起到加固作用。
性能比较：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，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 (1)

1.一种高强度粉体加固材料，其特征在于，由A组分和B组分组成，A组分由50 Kg石膏，15 Kg云母片、5 Kg塑料纤维、1 Kg木质素磺酸钠组成，B组分由30 Kg低热硅酸盐水泥、15Kg铝矾土、15 Kg粉煤灰、3Kg塑料纤维、0.5Kg二氧化钛组成；A、B组分按照1：1的质量比混合后制得粉体材料；使用时按照水灰比为0.5：1将所述的粉体加固材料与水混合后注入岩体缝隙。
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