[发明专利]无机加固堵水剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种加固堵水剂，具体涉及一种无机加固堵水剂，属于堵水剂生产制造技术领域。 

背景技术

随着煤矿井下开采程度不断深入，冲击地压越来越大，煤矿开采中对煤帮和顶板超前加固越来越多，否则有的煤矿就无法继续开采，且大部分煤矿巷道淋渗漏水现象严重，严重的影响开采甚至危及煤矿工人的生命安全。因此加固防堵漏水也是煤矿工作重中之重。常用的煤岩体加固剂主要有环氧树脂类，丙烯酰胺类，酚醛树脂类，在实际安全加固中存在阻燃性能不高，抗压强度不够，粘接强度差，与水相融或反应性差，塑性韧性差等诸多问题。 

加固堵水技术最早的德国无机盐与水玻璃技术在中国应用最广泛，但缺点显而易见，一是下料量大，施工周期长；二是如水涌量大则固化性能差；三是与煤粘结力差，四是与煤粘结后影响煤的质量。国内很多其他厂家生产主要是安全性，环保性不够，有的厂家用强酸作催化剂，一方面气味较大，另一方有毒害。有的厂家是产品稳定性差。 

目前市场上主要此类材料多用水泥速凝用于井下施工，一是使用量太大，费工费时，二是水泥速凝时间较长，不易调节，遇水量较大密闭封堵效果较差；三是水泥类材料固化晶体与含大量芳烃类煤的油性表面粘结强度差，分子间力较小，结合性差，密闭效果因而不佳。另外普通水泥类速凝剂一是反应物中Cl^-，强碱性离子增多，加大了施工后与金属支撑件的腐蚀性和施工现场对工作人员的伤害。且现场施工难度加大，成袋装的材料需要现场溶解搅拌，如加料加水稍有偏差，造成质量难以控制并直接影响施工质量，有可能现场全面报废。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于煤矿或巷道加固堵水的双液注浆堵水剂，克服原来大量用的环氧树脂或聚氨酯化学品加固反应技术，避免阻燃和抗静电等方面的质量缺陷和成本居高不下的弊端，最终得到一种凝结速度快、早期强度大、流动性好、价格低廉、安全性能高的特点，实现加固堵水迅速密闭封堵之效果。 

本发明解决现有技术存在问题的技术方案如下： 

一种无机加固堵水剂，为甲、乙两组份双液注浆产品，甲、乙两组份的重量份比为1:1，使用时通过双液泵吸入至混合器和混合管中进行自动混合、灌浆。 

其中，甲组份为异氰酸酯；乙组份的各组成成分及其重量份为：水玻璃36～48份，脂肪胺0.5～4份，矾盐0～5.5份，发泡剂0～0.8份，水0～8份，重铬酸钾0～3份，增塑剂0～5份；所述增塑剂为常规DOP或DBP。 

上述矾盐重量份可优选为0.5～5.5份，所述矾盐可以为白矾或蓝矾，如明矾、三矾、四矾或其两种或两种以上按任意比量的混合物。矾盐和重铬酸钾能迅速促进硅酸盐类物质凝胶，形成固化物，并能迅速把游离水反应掉，加固堵水效果极佳。 

上述异氰酸酯优选PM120～PM200，可进一步优选PM200。 

上述脂肪胺为三乙烯二胺或环己胺等固胺类产品。 

上述水玻璃即为普通水玻璃产品，其模数优选为1.5～3.5。 

上述无机加固堵水剂的制备方法如下：先将乙组分材料按重量份称取后，在不锈钢反应釜中混合均匀，取样检验合格后放料装桶；甲组分为直接采购原料、分装即可。其中，添加脂肪胺时，固胺不要一次性迅速加入，而为细流、缓慢加入，保证分散稳定、均匀。 

因考虑产品粘结加固以后的韧性，可适当增加2～10％增塑剂(DOP、DBP等)来调整。 

在实际施工中无机加固堵水剂需要微量发泡时，可适当增加发泡剂，发泡剂可用HCFC-141b即一氟二氯乙烷等，最后根据发泡倍数大小添加发泡剂的量，一般添加量为0.1～0.8％。无机加固材料发泡倍数不能过大，一般不超过8倍，否则反应物整体强度和韧性下降，加固密闭性能下降。 

针对地下水环境，本发明可根据加固封堵区的地质情况，乙组分中适量添加了水份，模拟了井下有水潮湿环境，确保了该配方产品能与井下所堵之水产生反应，可有效调整加大了产品的加固堵水效果。 

本发明的无机加固堵水剂由多异氰酸酯、高分子聚醚或聚酯多无醇、或无机硅酸盐等聚合反应生成高粘结力和机械强度的体型聚合反应物。分子间力更大，与被粘材浸润亲和力更好，交联反应后体型聚合物最稳定，强度大，与硅酸盐反应产物为无机物，最环保安全。主要外在表观性能是安全低温，无毒害，阻燃抗静电，无异味，反应迅速施工简捷。且粘度可调，反应速度根据现场可调，与煤或岩体粘结 后不影响煤炭各种开采和开采后煤的质量。