[发明专利]封孔注浆材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及封孔用注浆材料，尤其是涉及一种封孔注浆材料及其制备方法与应用。

背景技术

本煤层瓦斯抽采是治理瓦斯灾害的重要手段，其中抽采钻孔密封质量显著影响抽采效率。封孔材料是封孔工艺的核心要素，其对钻孔密封质量具有决定性作用，因此提高封孔材料性能是改进封孔工艺的重要途径。

带压注浆封孔工艺是近年来发展起来的封孔方法，典型如有机发泡材料-水泥封孔、囊袋式封孔、充气（注水）胶囊-水泥封孔以及压注法聚氨酯封孔。该类工艺的特点是通过对封孔段两端的有效封堵，形成一段密闭环形注浆空间，而后向其中加压注入封孔介质，由于两端受限，封孔浆液只能径向渗入钻孔周围裂隙，从而形成对空气漏入通道的良好封堵，隔绝外部空气进入抽采钻孔，有效提高瓦斯抽采浓度。

但是目前带压注浆工艺多使用普通水泥浆液，在注浆完成后不可避免地会有一部分浆液通过钻孔周边裂隙泄漏损失，且在凝固时会产生析水收缩，对于大倾角钻孔不会产生致命影响，但对于缓倾斜或近水平钻孔，将会在注浆段上部形成月牙形裂隙，形成漏气通道，导致封孔失败。若带压注浆使用有机材料如聚氨酯等，则存在混合浆液粘度大注浆困难，反应时间快施工要求高，抗压强度小无法抵抗采动地压影响，材料价格高且有毒性等诸多缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种封孔注浆材料及其制备方法与应用。

本发明提供的封孔注浆材料，包括如下组分：硫铝酸盐水泥、α-CaSO₄·0.5H₂O（或高强石膏）、生石灰、十二水合硫酸铝钾、碳酸氢钠、柠檬酸、十二烷基硫酸钠和铝粉。

上述封孔注浆材料也可只由如上组分组成。

所述封孔注浆材料中，各组分的重量份如下：

硫铝酸盐水泥60～65重量份、α-CaSO₄·0.5H₂O（或高强石膏）45～50重量份、生石灰20～25重量份、十二水合硫酸铝钾3～5重量份、碳酸氢钠3～5重量份、柠檬酸0.3～0.5重量份、十二烷基硫酸钠0.2～0.4重量份、铝粉0.1～0.15重量份。

具体的，所述封孔注浆材料中，各组分的重量份如下：

硫铝酸盐水泥60-63重量份、α-CaSO₄·0.5H₂O（或高强石膏）45-48重量份、生石灰20-22重量份、十二水合硫酸铝钾3-4重量份、碳酸氢钠3-4重量份、柠檬酸0.3-0.4重量份、十二烷基硫酸钠0.2-0.3重量份、铝粉0.1-0.12重量份；

硫铝酸盐水泥63-65重量份、α-CaSO₄·0.5H₂O（或高强石膏）48-50重量份、生石灰22-25重量份、十二水合硫酸铝钾4-5重量份、碳酸氢钠4-5重量份、柠檬酸0.4-0.5重量份、十二烷基硫酸钠0.3-0.4重量份、铝粉0.12-0.15重量份；

更具体的，所述封孔注浆材料中，各组分的重量份如下：

硫铝酸盐水泥60重量份、α-CaSO₄·0.5H₂O（或高强石膏）45重量份、生石灰20重量份、十二水合硫酸铝钾3重量份、碳酸氢钠3重量份、柠檬酸0.3重量份、十二烷基硫酸钠0.2重量份、铝粉0.1重量份；或者，

硫铝酸盐水泥63重量份、α-CaSO₄·0.5H₂O（或高强石膏）48重量份、生石灰22重量份、十二水合硫酸铝钾4重量份、碳酸氢钠4重量份、柠檬酸0.4重量份、十二烷基硫酸钠0.3重量份、铝粉0.12重量份；或者，

硫铝酸盐水泥65重量份、α-CaSO₄·0.5H₂O（或高强石膏）50重量份、生石灰25重量份、十二水合硫酸铝钾5重量份、碳酸氢钠5重量份、柠檬酸0.5重量份、十二烷基硫酸钠0.4重量份、铝粉0.15重量份。

所述硫铝酸盐水泥、α-CaSO₄·0.5H₂O（或高强石膏）、生石灰、十二水合硫酸铝钾、碳酸氢钠、柠檬酸、十二烷基硫酸钠的比表面积均为350m²/kg至400m²/kg；

所述铝粉的平均粒径为50～60μm。