[发明专利]一种矿用无机速凝灌注爆破封孔材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，按重量份数计，封孔材料包括：硫铝酸盐水泥熟料25～50份、石膏20～40份、石灰5～10份、粉煤灰25～40份、复合外加剂0.5～3份、水80～110份；其中，复合外加剂的重量份数组成为：减水剂50～75份、元明粉10～30份、偏铝酸钠2.5～25份、发气剂1～10份。本发明封孔材料制备方法工艺简单，制备出的封孔材料浆体流动度大、又具有较好的保水性；初凝时间在20～35分钟可调；硬化后竖向膨胀率在1～10％之间；1.5h抗压强度在2～4MPa。本发明具有施工工艺简单、劳动强度低、生产成本低等优点，全过程不仅不产生三废，而且能利用固体废弃物，不影响环境。

技术领域

本发明属于煤矿封孔技术领域，具体涉及一种矿用无机速凝灌注爆破封孔材料及其制备方法。

背景技术

煤矿深孔爆破是一种顶板预裂、煤体卸压等常用的技术手段，按照规定封孔深度一般不少于孔深的1/3，爆破封孔是为了有效抵抗和缓冲深孔爆破时炸药产生的冲击应力波，减小爆破能量的损失，充分利用炸药能量，提高预裂爆破效果。目前主要采用炮泥填塞方式，存在效率低、劳动强度大等问题，捣不实的时候还会冲出炮泥，严重影响爆破效果。煤矿爆破安全工序多，还需要停电、撤人，影响其他采掘作业，尤其是在进行大孔径、深孔爆破时，炮泥填塞需要2～3h，再加上其他工序，施工时一个班仅能完成1～3个钻孔爆破，而且劳动强度很大。

采用灌注式封孔是把液态封孔材料灌入封孔段，浆液凝固后自然形成爆破封孔段，灌注材料目前有采用普通水泥添加速凝剂复合材料，虽然凝固时间短，但达到所需要的强度时间长，一般要养护6h以上才可实施爆破，而深孔爆破一般要求必须当班完成，等待时间长了，会严重影响正常的爆破作业。高分子材料虽凝固速度快，可以达到快速封孔的效果，但是固结过程中反应温度高达200℃以上，存在严重的安全隐患，爆破过程中有机成份燃烧，会产生有毒有害气体，且与炮泥材料差距较大。

目前还没有一种固结凝固速度快、强度高、反应温度低、安全性高且无污染的封孔材料。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能满足施工阶段的要求，又能快速凝结硬化，而且具有微膨胀特点的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，其特征在于，以重量份数计，所述封孔材料包括下述组分：

硫铝酸盐水泥熟料25～50份、石膏20～40份、石灰5～10份、粉煤灰25～40份、复合外加剂0.5～3份、水80～110份；

其中，所述复合外加剂包括减水剂、元明粉、偏铝酸钠和发气剂。

在如上所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，优选，以重量份数计，所述复合外加剂包括减水剂50～75份、元明粉10～30份、偏铝酸钠2.5～25份、发气剂1～10份。

在如上所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，优选，以重量份数计，所述封孔材料包括下述组分：硫铝酸盐水泥熟料35份、石膏25份、石灰8份、粉煤灰30份、复合外加剂2份、水90份；

其中，所述复合外加剂包括：减水剂60份、元明粉20份、偏铝酸钠15份、发气剂5份。

在如上所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，优选，所述硫铝酸盐水泥熟料的比表面积不小于350m²/kg。

在如上所述的矿用无机速凝灌注爆破封孔材料，优选，所述石膏为硬石膏，所述石膏的比表面积不小于350m²/kg；

优选地，所述石膏为氟石膏。