[发明专利]一种无机双组分快硬注浆料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无机双组分快硬注浆料及其制备方法，由甲乙两种组份按照质量比为0.5‑2:1配比构成，按质量份数计，所述甲料组分包括硫铝酸钙、铝酸钙、聚合氯化铝、葡萄糖酸钠、聚羧酸减水剂、硫酸铝；所述乙料组分包括无水石膏、氯化钙、聚羧酸减水剂、碳酸锂，制备的浆料浆液的黏度低，流动性好，可注性强，对采空区的大空间和细小的裂缝都能进行密实填充，浆体凝固后能与地岩体等产生一定的黏结强度，加固效果好；浆体凝固后体积不收缩，加固体结石率100%；最终强度可达23.6MPa。

技术领域

本发明属于煤矿安全加固材料领域，具体涉及一种无机双组分快硬注浆料及其制备方法。

背景技术

地下煤矿开采过程中，需及时对井下巷道进行加固工作，保证煤炭开采工作持续运行和开采人员的生命安全。煤矿井下加固方法中最常用的就是注浆加固，传统的注浆加固材料有三种，第一类是水泥基，第二类是化学基水泥，第三类是化学复合注浆材料。由于高昂的成本和日益提升的性能要求，传统的注浆材料已不能满足煤矿井下巷道加固工作的需求，逐渐被新型的注浆加固材料所代替。近年来，高分子注浆加固技术在煤矿得到迅速应用，目前市面上常见的这类材料有马丽散、固尔亚、固瑞特、固安特和固邦特等。高分子注浆加固材料具有高度粘合力和优异的机械性能，且具有一定的膨胀性，能与松散煤体形成很强的黏合，使之成为整体，提高加固区域的整体承载力。然而，由于聚合物本身的化学性质，高分子注浆材料在固化反应时会产生大量的热，实验室测试的最高反应温度往往在70℃以上，甚至达到120℃以上。尽管安全生产标准AQ1089-2011中规定高分子加固材料的反应温度应控制在140℃以下，但当其在煤矿井下实际应用时，由于注浆量大，浆液固化反应过程中产生的热量非常多，且井下环境密闭，散热条件不足，材料内部的热量会积聚，温度迅速上升，往往会超过140℃，引起阴燃热分解，产生烟或明火。煤炭自燃的最低温度一般在60℃-80℃，一旦达到该温度点，煤炭氧化的产热与其所在环境的散热失去平衡，导致煤炭与环境温度上升，从而加速煤的氧化，产生更多热量，直至煤炭自燃。因此高分注浆材料在与煤层作用过程中，容易引起煤炭自燃。已报道的高分子注浆材料所引起的事故有高温、发火冒烟、CO超限等，因此这类材料在使用过程中会有安全隐患。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种无机双组分快硬注浆料，解决高分子注浆加固材料在使用过程中所带来的安全问题，同时进一步降低注浆加固的成本。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种无机双组分快硬注浆料及其制备方法，由甲乙两种组份按照质量比为0.5-2:1配比构成，按质量份数计，所述甲料组分包括硫铝酸钙、铝酸钙、聚合氯化铝、葡萄糖酸钠、聚羧酸减水剂、硫酸铝；所述乙料组分包括无水石膏、氯化钙、聚羧酸减水剂、碳酸锂。

进一步的，所述甲料组分按照比例包括：硫铝酸钙60-80%；铝酸钙10-15%；聚合氯化铝5-8%；葡萄糖酸钠3-6%；聚羧酸减水剂2-4%；硫酸铝1-3%。

进一步的，所述乙料组分按照比例包括：无水石膏65-80%；氯化钙20-30%；聚羧酸减水剂2-4%；碳酸锂1-4%。

所述的一种无机双组分快硬注浆料的制备方法，包括以下步骤：

（1）搅拌：将甲料组分与水按照1:1比例制成浆液，将乙料组分与水按照1:1比例制成浆液，分别在反应釜中混合搅拌5-10分钟；

（2）静置：将甲料组分和乙料组分分别在缓存池中静置5分钟以上；

（3）混合：将静置后的甲料组分和乙料组分在混合器中搅拌5-10分钟，混合后经管路将混合浆液输送至加固区。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

第一：注浆成本低，加固体含水量高，成本低廉，注浆加固技术可以延长矿井的使用寿命，降低开采成本，注浆设备投资低，注浆工艺简单。