CN116285310A - 一种灌注式锚杆锚固剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灌注式锚杆锚固剂及其制备方法。本发明灌注式锚杆锚固剂，包括独立包装的A组分和B组分；以质量份数计，所述的A组分由硅酸盐水溶液90～99份、纳米增韧改性剂0～40份、催化剂0～2份、稳定剂0～3份、稳泡剂0～10份和触变剂0～25份制成；以质量份数计，所述的B组分由多亚甲基多苯基异氰酸酯0～80份、二苯基甲烷二异氰酸酯0～80份、聚醚多元醇0～40份、增塑剂0～30份、稀释剂0～20份和稳泡剂0～10份制成。本发明材料灌注式锚杆锚固剂实现了常温固化，固化速度可调，固化体强度高，固化后具有极强的粘结强度；浆液结石率高，不龟裂，适应锚固后煤(岩)体的变形，具有一定的柔韧性；渗透性强，流动性好，能够渗透进入煤体细小缝隙；材料阻燃、抗静电能力满足标准。
Description
技术领域
本发明涉及一种灌注式锚杆锚固剂，用于煤矿及相关行业中矿山巷道、硐室、交叉点软岩等环境下的支护，也可用于隧道、边坡等岩土工程的补强加固。
背景技术
随着煤矿开采技术的发展，工作面的回采速度越来越快，对掘进速度的要求也越来越高。因此对锚杆进行快速锚固，保障掘进速度对于矿井高产高效具有重要意义。
注浆技术从20世纪50年代以来，已广泛应用于各类岩土工程。注浆材料分为水泥类和化学类材料，分别用于不同的工程类型。20世纪70年代，德国、美国、法国、波兰等采煤技术先进国家先后开发了化学注浆材料用于加固煤岩体和井下防火、堵漏风。德国、美国以聚氨酯材料为主，法国、波兰主要使用脲醛树脂。材料年消耗量均在数千到上万吨以上，有效改善了破碎煤岩体的整体稳定性，为矿井安全和高效生产提供了保障。
20世纪70年代以后，随着我国水利水电工程的迅猛发展，我国岩土锚固技术也已得到广泛应用。主要使用树脂锚固剂等。但此材料不能满足煤矿井下掘进速度的需要。主要表现为以下几点。
1、煤矿井下环境潮湿，直接影响憎水材料的使用。
2、锚固后的破碎煤岩体要受一次甚至多次剧烈的采动矿山压力影响，材料固结后的体积收缩、粘结强度及抗压强度要求高。
3、生产安全要求，使用的锚固材料必须具备高闪点、阻燃特性。
4、井下通风空间有限，要求材料析出的有害成分严格，以防对矿井造成污染。
5、井下破碎煤岩体虽有原生或采动影响形成的裂隙，灌注式锚固剂能够进入到微小裂隙，并锚固结实。
6、材料应具有速凝特性，实现化学加固与支护施工快速推进相结合。
7、在煤矿锚固过程中，需要打眼、退钻杆、装锚固剂、装锚杆等操作，操作繁琐、费时不能满足煤矿快掘需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种灌注式锚杆锚固剂及其制备方法，以满足煤矿快速掘进的需求。
第一方面，本发明保护一种灌注式锚杆锚固剂，包括独立包装的A组分和B组分；
以质量份数计，所述的A组分由硅酸盐水溶液90～99份、纳米增韧改性剂0～40份、催化剂0～2份、稳定剂0～3份、稳泡剂0～10份和触变剂0～25份制成；
以质量份数计，所述的B组分由多亚甲基多苯基异氰酸酯0～80份、二苯基甲烷二异氰酸酯0～80份、聚醚多元醇0～40份、增塑剂0～30份、稀释剂0～20份和稳泡剂 0～10份制成。
上述的灌注式锚杆锚固剂中，所述灌注式锚杆锚固剂具体可为如下1)-2)中的任一种：
1)包括独立包装的A组分和B组分；
以质量份数计，所述组分A由硅酸盐水溶液98.55份、催化剂0.8份、稳定剂0.15份、触变剂0.5份；
以质量份数计，所述组分B由多亚甲基多苯基异氰酸酯70.6份、聚醚多元醇17 份、增塑剂12份、稳泡剂0.4份；
2)包括独立包装的A组分和B组分；
以质量份数计，所述组分A由硅酸盐水溶液98.8份、纳米增韧改性剂0.2份、稳泡剂0.2份、催化剂0.8份；
以质量份数计，所述组分B由多亚甲基多苯基异氰酸酯57.6份、聚醚多元醇21 份、稀释剂2份、增塑剂19份、稳泡剂0.4份。
本发明灌注式锚杆锚固剂在使用时，A组分和B组分混合后起粘接锚固作用，将锚杆杆体与被锚固体煤、岩粘接在一起。
优选地，所述的A组分与所述的B组分的体积比为1～2：1，如2：1。
上述的灌注式锚杆锚固剂中，所述的硅酸盐水溶液中的硅酸盐可为硅酸钠、硅酸钾的一种或两种；
所述的硅酸盐水溶液的模数可为2.4～3.0，如2.6；波美度可为40°Bé～60°Bé，如50°Bé。
上述的灌注式锚杆锚固剂中，所述的纳米增韧改性剂可为POSS、POSS接枝石墨烯、POSS接枝碳纳米管、氧化石墨烯和酸化碳纳米管中的一种。
上述的灌注式锚杆锚固剂中，所述的催化剂可为N,N-二甲基环己胺、三乙烯二胺、五甲基二乙烯三胺、二甲氨基乙氧基乙醇、二月桂酸二正辛基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)中的一种或几种，如质量比为 1：3的五甲基二乙烯三胺和N,N-二甲基环己胺。
上述的灌注式锚杆锚固剂中，所述的稳定剂可为AK-158、SD-638和L-5333中的一种。
上述的灌注式锚杆锚固剂中，所述的稳泡剂可为有机硅油均泡剂和有机烯类化合物中的一种或两种的混合物。
上述的灌注式锚杆锚固剂中，所述的触变剂可为羟乙基纤维素等纤维素衍生物、聚乙烯醇、聚丙烯酸盐、石棉、高岭土或凹凸棒土。
上述的灌注式锚杆锚固剂中，所述的聚醚多元醇的数均分子量可为300～3000；所述的聚醚多元醇为DL-1000、DL-2000和GE220中的一种或几种，如13：8的DL-1000 和DL-2000。
上述的灌注式锚杆锚固剂中，所述的增塑剂优选苯二甲酸酯类增塑剂，如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯等。事实上，作为复合阻燃剂成分之一的甲基膦酸二甲酯(DMMP)本身也具有增塑剂的作用，也是一种增塑剂。
上述的灌注式锚杆锚固剂中，所述的稀释剂可为碳酸二甲酯、乙酸乙酯和乙酸丁酯中至少一种。
本发明灌注式锚杆锚固剂的使用方法是，用泵将A组分和B组分按照1～2︰1的体积比混合压注入锚眼内，渗透到细小裂缝，从而有效地加固和密封处理区域，注入物料具有触变性，固化之前形成的膏状中间产物，仅在重力作用下不自由流动，受到额外剪切时可流动，停止剪切时恢复不自由流动。物料将可充满锚眼与锚杆间的空隙，并保证物料不流出。
所述的泵可以采用双液注浆泵，其中，在煤矿下使用气动型双液注浆泵，在其他地方使用电动型双液注浆泵。
第二方面，本发明保护所述的灌注式锚杆锚固剂的制备方法，包括如下步骤：
将所述的A组分中的各原料在20～50℃搅拌反应0.5～2小时，得到所述A组分；
将所述的B组分中的各原料在20～50℃搅拌反应0.5～2小时，得到所述B组分。
第三方面，本发明保护一种煤矿锚固方法，包括如下步骤：将权利要求1-8中任一项所述的灌注式锚杆锚固剂中的A组分和B组分按照体积比为1～2：1的比例混合压注入锚眼内，固化完毕，即可实现所述锚固。
本发明提供的灌注式锚杆锚固剂的有益效果主要体现在以下方面：
1、本发明材料用于煤矿锚眼锚固，为矿井安全和快速掘进提供了保障。
2、本发明材料实现了常温固化，固化速度可调，固化体强度高，同等膨胀率条件下聚合物的抗压强度1小时在20MPa以上24小时在25MPa以上；固化后具有极强的粘结强度，与极限承载力在200KN以上的中空锚杆配套使用时，800mm锚固长度下1 h所测定的锚固力不小于100KN，24h的锚固力应不小于200KN。
3、本发明材料浆液结石率高，不龟裂，适应锚固后煤(岩)体的变形，具有一定的柔韧性。
4、本发明材料渗透性强，流动性好，能够渗透进入煤(岩)体的细小缝隙；材料阻燃、抗静电能力满足煤矿井下用聚合物制品MT113-1995技术标准。
5、本发明材料的生产过程及产品组分及聚合物无毒，对人体无害，无污染，符合环保要求。
6、本发明材料还可用于水电、建筑、采矿和交通等行业的锚固。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中的AK-158购自山东嘉颖化工科技有限公司；
聚醚多元醇DL-1000、DL-2000购自山东蓝星东大化工公司；
有机硅油均泡剂购自青岛久霖有机硅新材料有限公司。
POSS购自福斯曼科技(北京)有限公司，产品货号为9502034。
下述实施例中固结体各项性能的测定方法如下：
抗压强度：《树脂浇铸体性能试验方法》(GB/T2567)。
阻燃性能：《煤矿井下用聚合物制品阻燃抗静电性通用试验方法和判定规则》(MT/T113-1995)；
抗静电性能：《煤矿井下用聚合物制品阻燃抗静电性通用试验方法和判定规则》(MT/T113-1995)。
实施例1、灌注式锚杆锚固剂的制备
按照如下步骤分别制备A组分和B组分：
取水玻璃(模数为2.6，波美度为50°Bé)985.5Kg，AK-158 1.5Kg、五甲基二乙烯三胺2.0Kg、N,N-二甲基环己胺6Kg、高岭土5kg依次加入反应釜内，25℃搅拌反应0.5小时，并混合均匀，得到A组分材料。
取烟台万华聚氨酯股份有限公司生产的多亚甲基多苯基异氰酸酯，商品名称PM-200，为含有一定量较高官能度的异氰酸酯与二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，NCO(w t％)30.2～32.0 706kg、聚醚多元醇DL-1000 170Kg、邻苯二甲酸二丁酯120Kg、有机硅油均泡剂4.0Kg依次加入反应釜内，50℃搅拌反应2小时，并混合均匀，得到B 组分材料。
将A组分与B组分经气动双液注浆泵按照1︰1的体积比高速混合得到固结体，检测其性能，1h抗压强度25MPa，24h抗压强度40MPa，最终锚固力206KN，阻燃性能：喷灯法有烟燃烧时间为0s、无烟燃烧时间为2.5s；酒精灯法有烟燃烧时间为0s、无烟燃烧时间为5.0s，符合MT113-1995技术标准。
实施例2、灌注式锚杆锚固剂的制备
按照如下步骤分别制备A组分和B组分；
取水玻璃(模数为2.6，波美度为50°Bé)988Kg、有机硅油均泡剂2.0Kg、辛酸亚锡2.0kg、N,N-二甲基环己胺6Kg、POSS 2kg依次加入反应釜内，25℃搅拌反应0. 5小时，并混合均匀，得到A组分材料。
取PM-200(同实施例1)576kg、聚醚多元醇DL-1000 130Kg、聚醚多元醇DL-2 00080Kg、乙酸乙酯20Kg、邻苯二甲酸二异丁酯190kg、有机硅油均泡剂4Kg依次加入反应釜内，50℃搅拌反应2小时，并混合均匀，得到B组分材料。
将A组分与B组分经气动双液注浆泵按照2：1的体积比高速混合得到固结体，检测其性能，抗压强度1h 28MPa，24h 50MPa、最终锚固力266KN，阻燃性能：喷灯法有烟燃烧时间为1.2s、无烟燃烧时间为5.1s；酒精灯法有烟燃烧时间为4.2s、无烟燃烧时间为7s，表面电阻2.1×107，符合MT113-1995技术标准。
以上所述，仅是本发明的较佳实例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例作任何简单修改，等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种灌注式锚杆锚固剂，包括独立包装的A组分和B组分；
以质量份数计，所述的A组分由硅酸盐水溶液90～99份、纳米增韧改性剂0～40份、催化剂0～2份、稳定剂0～3份、稳泡剂0～10份和触变剂0～25份制成；
以质量份数计，所述的B组分由多亚甲基多苯基异氰酸酯0～80份、二苯基甲烷二异氰酸酯0～80份、聚醚多元醇0～40份、增塑剂0～30份、稀释剂0～20份和稳泡剂0～10份制成。
2.根据权利要求1所述的灌注式锚杆锚固剂，其特征在于：所述的A组分与所述的B组分的体积比为1～2：1。
3.根据权利要求1或2所述的灌注式锚杆锚固剂，其特征在于：所述的A组分中，所述的硅酸盐水溶液中的硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾的一种或两种；所述的硅酸盐水溶液的模数为2.4～3.0，波美度为40°Bé～60°Bé；和/或，
所述的A组分中，所述的纳米增韧改性剂为POSS、POSS接枝石墨烯、POSS接枝碳纳米管、氧化石墨烯和酸化碳纳米管中的一种。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的灌注式锚杆锚固剂，其特征在于：所述的A组分中，所述的催化剂为N,N-二甲基环己胺、三乙烯二胺、五甲基二乙烯三胺、二甲氨基乙氧基乙醇、二月桂酸二正辛基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚中的一种或几种；和/或，
所述的A组分中，所述的触变剂为纤维素衍生物、聚乙烯醇、聚丙烯酸盐、石棉、高岭土或凹凸棒土。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的灌注式锚杆锚固剂，其特征在于：所述的A组分和B组分中，所述的稳定剂为AK-158、SD-638和L-5333中的一种；
所述的稳泡剂为有机硅油均泡剂和有机烯类化合物中的一种或两种的混合物。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的灌注式锚杆锚固剂，其特征在于：所述的B组分中，所述的聚醚多元醇的数均分子量为300～3000；优选地，所述的聚醚多元醇为DL-1000、DL-2000和GE220中的一种或几种。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的灌注式锚杆锚固剂，其特征在于：所述的B组分中，所述的增塑剂为苯二甲酸酯类增塑剂或甲基膦酸二甲酯；
优选地，所述苯二甲酸酯类增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二异丁酯。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的灌注式锚杆锚固剂，其特征在于：所述的B组分中，所述的稀释剂为碳酸二甲酯、乙酸乙酯和乙酸丁酯中至少一种。
9.权利要求1-8中任一项所述的灌注式锚杆锚固剂的制备方法，包括如下步骤：
将所述的A组分中的各原料在20～50℃搅拌反应0.5～2小时，得到所述A组分；
将所述的B组分中的各原料在20～50℃搅拌反应0.5～2小时，得到所述B组分。
10.一种煤矿锚固方法，包括如下步骤：将权利要求1-8中任一项所述的灌注式锚杆锚固剂中的A组分和B组分按照体积比为1～2：1的比例混合压注入锚眼内，固化完毕，即可实现所述锚固。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04283290A (ja) * | 1991-03-11 | 1992-10-08 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | トンネル掘削用の安定化用注入薬液組成物およびそれを用いた安定強化止水工法 |
| EP1391440A1 (en) * | 2002-08-22 | 2004-02-25 | Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. | Chemical grout composition for stabilization when digging tunnels and construction method for increasing stability using same |
| JP2006131785A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | 土質の安定化用注入薬液組成物およびそれを用いた安定強化止水工法 |
| CN102964565A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-03-13 | 山东东大一诺威新材料有限公司 | 硅酸盐改性聚氨酯高分子材料及其制备方法 |
| CN104231218A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-24 | 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 | 一种有机无机杂化注浆充填材料及其制备方法 |
| CN104558514A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-29 | 北京瑞诺安科新能源技术有限公司 | 一种高强聚氨酯改性硅酸盐注浆加固材料及其制备方法和应用 |
| US20150117962A1 (en) * | 2010-07-29 | 2015-04-30 | Minova International Limited | Resin system and rock anchor |
| CN106478914A (zh) * | 2016-10-09 | 2017-03-08 | 山东大学 | 一种改性硅酸盐注浆加固材料 |
| CN106543688A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-03-29 | 山东科技大学 | 一种有机/无机纳米复合注浆材料及其制备方法 |
| CN111690250A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-22 | 山东金鼎新能源材料有限公司 | 一种低粘度硅酸盐加固材料及其制备方法和应用 |
| US20230043883A1 (en) * | 2022-01-28 | 2023-02-09 | WELEAD Infrastructure Engineering Technology (Zhengzhou), Ltd. | Silicate modified polymer foam material for filling and sealing |
-
2021
- 2021-12-20 CN CN202111562226.7A patent/CN116285310A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04283290A (ja) * | 1991-03-11 | 1992-10-08 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | トンネル掘削用の安定化用注入薬液組成物およびそれを用いた安定強化止水工法 |
| EP1391440A1 (en) * | 2002-08-22 | 2004-02-25 | Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. | Chemical grout composition for stabilization when digging tunnels and construction method for increasing stability using same |
| JP2006131785A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | 土質の安定化用注入薬液組成物およびそれを用いた安定強化止水工法 |
| US20150117962A1 (en) * | 2010-07-29 | 2015-04-30 | Minova International Limited | Resin system and rock anchor |
| CN102964565A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-03-13 | 山东东大一诺威新材料有限公司 | 硅酸盐改性聚氨酯高分子材料及其制备方法 |
| CN104231218A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-24 | 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 | 一种有机无机杂化注浆充填材料及其制备方法 |
| CN104558514A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-29 | 北京瑞诺安科新能源技术有限公司 | 一种高强聚氨酯改性硅酸盐注浆加固材料及其制备方法和应用 |
| CN106478914A (zh) * | 2016-10-09 | 2017-03-08 | 山东大学 | 一种改性硅酸盐注浆加固材料 |
| CN106543688A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-03-29 | 山东科技大学 | 一种有机/无机纳米复合注浆材料及其制备方法 |
| CN111690250A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-22 | 山东金鼎新能源材料有限公司 | 一种低粘度硅酸盐加固材料及其制备方法和应用 |
| US20230043883A1 (en) * | 2022-01-28 | 2023-02-09 | WELEAD Infrastructure Engineering Technology (Zhengzhou), Ltd. | Silicate modified polymer foam material for filling and sealing |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| 中国煤炭工业协会，等编: "《全国煤矿掘进技术与管理》", vol. 1, 30 November 2020, 中国矿业大学出版社, pages: 257 - 269 * |
| 方超，等: "原位法制备PU/水玻璃有机—无机杂化注浆材料及其性能研究", 《塑料工业》, vol. 44, no. 7, 31 July 2016 (2016-07-31), pages 7 - 10 * |
| 来存良，等编: "《厚煤层高产高效开采实用技术》", vol. 1, 31 October 2001, 煤矿工业出版社, pages: 28 - 29 * |
| 殷和平，等编: "《土木工程材料》", vol. 2, 31 March 2019, 武汉大学出版社, pages: 154 - 157 * |
| 韩喜林，等编: "《新型防水材料应用技术》", vol. 1, 31 March 2020, 中国建材工业出版社, pages: 329 * |
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