[发明专利]矿用充填密闭材料及制备装置

说明书

本发明涉及矿用材料，目的是提供一种矿用充填密闭材料。技术方案为：材料的重量组成为水100份、粉煤灰50份、石膏2份、42.5R水泥12份、熟石灰8份、脂肪醇聚氧乙烯醚1.6份、羟乙基甲基纤维素7份、十二烷基硫酸钠2.4份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1.4份、多聚磷酸1.8份、粘度为300～600mPas的羟丙基淀粉醚2.2份、醋酸乙烯‑乙烯共聚物类型的可再分散乳胶粉1.5份，长度小于2mm的玻璃纤维8份和足以浸润玻璃纤维的硅烷偶联剂。本发明材料阻燃性能优良，工艺简单、成本低廉，无机材料为主，无分解、无毒无害，可以大量使用也不会带来安全隐患。

技术领域

本发明涉及一种矿用充填密闭材料及制备装置。

背景技术

在煤矿掘进、回采作业时，不可避免地会产生冒落、片帮，形成孔洞。这些孔洞经常造成瓦斯积聚，不仅提高了瓦斯爆炸的危险性，而且在具有自燃倾向的煤层还可造成自燃发火。因此，只有及时填充这些孔洞，才能确保安全生产。我国煤矿通常采用在冒落地点架木垛、填沙浆等方法进行处理，但这些方法费时、费力、施工难度大，且不能保证真正消除事故隐患。另外，采空区不隔离，影响井下通风，国内传统的防爆密闭墙多为砖墙结构，施工用砖块、砂、水泥等进行垒砌粘结，此法劳动量大、效率低，随着煤炭采掘机械化程度的提高，采用传统施工技术难以满足现代化生产要求。因此开发用于煤矿井下的新型充填、密闭材料显得迫在眉睫。

高分子化学材料进行冒落孔洞充填密闭是国外在七十年代初期发展起来的一项新技术，该技术问世在世界主要产煤国家得到迅速发展。我国在九十年代初期开始研究巷道冒落孔洞化学材料注浆充填密闭技术，并已经取得较好的经济效益和社会效益。但现在用的聚氨酯充填密闭材料存在着价格较高、易燃、反应温度高、反应时产生大量有毒气体的缺点。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种基于无机材料为主，阻燃性能好，无毒、无分解的矿用充填密闭材料。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种矿用充填密闭材料，重量组成为水100份、粉煤灰45～55份、石膏1～3份、水泥10～16份、熟石灰8～12份、脂肪醇聚氧乙烯醚1.2～1.8份、羟乙基甲基纤维素5.5～8.0份、十二烷基硫酸钠2～3份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1～1.5份、多聚磷酸1.5～2.0份、粘度为300～600mPas的羟丙基淀粉醚2～2.5份、醋酸乙烯-乙烯共聚物类型的可再分散乳胶粉1.0～1.5份，长度小于2mm的玻璃纤维8～15份和足以浸润玻璃纤维的硅烷偶联剂。

制备步骤是：

1）：在主搅拌罐中加入水、粉煤灰、脂肪醇聚氧乙烯醚、羟乙基甲基纤维素、石膏、水泥、熟石灰，搅拌器均匀形成粉煤灰浆液；

2）：在搅拌桶中加少量水和多聚磷酸、羟丙基淀粉醚、可再分散乳胶粉搅拌均匀形成混合胶黏液；

3）：在配料缸中将十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶于适量水中搅拌溶解形成溶液；

4）：将上述溶液和混合胶黏液、硅烷偶联剂浸润后的玻璃纤维混入主搅拌罐的粉煤灰浆液，缓慢搅拌均匀，得到矿用充填密闭材料。

优选的，所述的步骤4）中，搅拌器以100±20转/分钟转速转动，搅拌时间为6～8min。

相应的，本发明充填密闭材料的制备装置，包括主搅拌罐，主搅拌罐内设置搅拌器，主搅拌罐顶部为开放结构并设置有安装架，安装架用于安装搅拌器的电机；所述的装置包括搅拌桶和配料缸，所述搅拌桶和配料缸附着在主搅拌罐上部的侧壁并通过管道和阀门与主搅拌罐内腔连通；所述搅拌桶内设置搅拌桨，搅拌桨由电机驱动。