[发明专利]地面预注浆用化学注浆材料

说明书

技术领域：

本发明涉及煤矿领域中所用的一种化学注浆材料，尤其是一种地 面预注浆用化学注浆材料。

背景技术：

井筒注浆过程中，在某些特殊地层，如细小裂隙、孔隙性裂隙的 地层、软弱断层等，常因裂隙发育、水量丰富而颗粒性材料无法渗透， 导致掘进时出现大量涌水，增加矿井建设费用并严重影响施工进度。 如淮南新集刘庄煤矿立井井筒注浆穿过细小裂隙的石英砂岩地层时， 主、副、风三个井筒都出现不同程度的涌水，经二次注浆才得以通过； 河南平顶山六矿北进回风井立井穿越50m厚的刘家沟砂岩时，因孔隙 性地层，虽经每米井筒地面预注粘土水泥浆130m³，掘进时探水孔出 水仍高达80～90m³/h；山东鲁能郭屯煤矿立井穿过一个软弱小断层 时，经过多次工作面注浆才得以通过。处理此类涌水，目前一般采用 工作面注浆或壁后注浆，费时费力且不经济，但注浆效果都不理想。

随着深部煤田的开采，孔隙和微小裂隙发育地层增多且深度增 加。“十一五”期间，全国每年有5～6个井筒在孔隙和微小裂隙发 育的地层中建设。常规型的颗粒材料及工作面注浆工艺已不能满足深 井井筒建设的需要，而可住性好、操作简便安全性高的化学浆液成为 一种趋势。目前的化学注浆材料，因输送距离短，浆液凝胶快，只适 于工作面注浆或壁后注浆。化学注浆材料一般低毒或微毒，在井下施 工时，由于空间有限，对操作人员身体造成危害。化学注浆材料组分 多，在井下使用存在着工序复杂、作业环境恶劣、劳动强度大而操作 安全性低等突出问题。

发明内容：

本发明的目的是克服井下注浆技术的不足，提供一种地面操作安 全，细微裂隙地层堵水效果好的地面预注化学浆液。

本发明所采用的技术方案是：该地面预注化学浆材料由甲液和乙 液按照1∶1的体积比配制而成，甲液由固含量为40～50％的脲醛树 脂、增韧剂NN′-亚甲基双丙烯酰胺、及消醛剂丙烯酰胺组成，将增 韧剂和消醛剂加入到脲醛树脂中，增韧剂和消醛剂总浓度为120g～ 180g/L，增韧剂和消醛剂的浓度比为1∶19；乙液由增强剂过硫酸铵、 草酸和溶剂水组成，草酸的浓度为6g～12g/L，增强剂的浓度为10g～ 16g/L。

上述的草酸为纯度90％以上，乙液PH值小于6。

本发明具有如下有益效果：本发明的地面预注化学浆材料，适用 于裂隙发育、水量丰富但以细小裂隙及孔隙为主的特殊地层注浆堵 水，尤其适于煤矿新建井筒帷幕防水、煤矿井筒注浆堵水。该材料以 弱酸性草酸溶液为固化剂，使脲醛树脂固化，浆液凝胶时间易于调节 控制，符合地面预注浆施工要求。适量改性添加剂的加入，对脲醛树 脂质脆易碎、抗渗性差进行改性。该化学浆液呈弱酸性，价格低、渗 透性能好，在施工现场地面易于操作。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例一、在25℃试验条件下，在固含量为40％的脲醛树脂溶液 中，加入增韧剂NN′-亚甲基双丙烯酰胺3g，消醛剂丙烯酰胺57g， 混合搅拌均匀，用固含量为40％的脲醛树脂溶液定容500ml，配制成 500ml浆液；取纯度90％的草酸3g，增强剂过硫酸铵5g，分别加入水 中搅拌均匀，配制成500ml溶液。将两种浆体(液体)按体积比1∶ 1混合搅拌均匀即可得到本发明的浆液。根据《锚固与注浆技术》注 浆材料和浆液的基本性质及测试方法，测得浆液的粘度为0.013Pa·s， 凝胶时间为49分钟，浆液结石体28天抗压强度为2.16MPa。

实施例二、在25℃试验条件下，在固含量为45％的脲醛树脂中， 加入增韧剂NN′-亚甲基双丙烯酰胺3.75g，消醛剂丙烯酰胺71.25g， 混合搅拌均匀，用固含量为45％的脲醛树脂溶液定容500ml，配制成 500ml浆液；取纯度90％的草酸4.5g，增强剂过硫酸铵6.5g，分别加 入水中搅拌均匀，配制成500ml溶液。将上述两种浆体(液体)混合 搅拌均匀即可得到本发明的浆液。根据《锚固与注浆技术》注浆材料 和浆液的基本性质及测试方法，测得浆液的粘度为0.014Pa·s，凝 胶时间为23分钟，浆液结石体28天抗压强度为2.78MPa。