[发明专利]一种垃圾焚烧飞灰基柔性瓦斯封孔材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种垃圾焚烧飞灰基柔性瓦斯封孔材料及其制备方法，以重量份数计，封孔材料包括以下组份的原料：生活垃圾焚烧飞灰40～60份、生活垃圾焚烧底灰5～10份、硅酸盐水泥33～45份、纯丙乳液或氯丁胶乳16～23份、医疗垃圾焚烧飞灰0.8～1.5份、水性环氧树脂4～6份、水性环氧固化剂2～3份、氢氧化钠或氢氧化钾0.5～2份，三乙醇胺0.01～0.03份、聚丙烯酰胺0.05～0.2份或十二烷基二甲基氧化胺0.5～1份、玻璃纤维3～5份和水34～44份。本发明中的封孔材料能够更好地适应钻孔变形，保证封孔密实性，且在酸性矿井水的长期浸泡下，不产生重金属污染，同时实现了资源化利用。

技术领域

本发明属于工程材料技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰基柔性瓦斯封孔材料及其制备方法。

背景技术

随着我国城市化进程的不断加快，城市生活垃圾产量急速增长，给周围环境带来巨大压力，生活垃圾的无害化处理已成为亟待解决的问题。目前，城市生活垃圾的主要处理方式是卫生填埋、焚烧和堆肥三种方式，焚烧法可大幅减小生活垃圾的体积，杀灭病原性及微生物，具有减量化、无害化的显著优点，是世界上的多数国家采用的主要处理方式。生活垃圾焚烧后会产生3％-5％的飞灰，飞灰中含有大量的二噁英、可溶性盐、碱以及有毒重金属(铅、镉、铬等)，被国家列为危险废弃物，若不加处理，直接将焚烧灰进行填埋，会引起严重的环境问题。若能以较低成本将垃圾焚烧飞灰进行固化处理，并制备成建筑材料，将极大缓解垃圾焚烧飞灰的二次污染问题。

目前，煤炭仍是我国的主要能源，在国民经济发展中具有举足轻重的地位。瓦斯作为煤的伴生物，是一种致灾气体，瓦斯超限、突出以及爆炸等严重威胁到煤矿安全生产，然而，瓦斯作为高热值的清洁能源，具有较高的利用价值。目前，国内外主要采用打钻抽采的方式处理煤矿瓦斯，瓦斯抽采钻孔由巷道向煤层施工，受煤矿巷道围岩体矿山压力的影响，钻孔封孔难度大，导致抽采瓦斯含量低、效果差。传统瓦斯封孔材料主要为水泥砂浆和聚氨酯，水泥砂浆为刚性材料，受矿山压力作用容易开裂；聚氨酯遇水易软化收缩，渗透性差，难以填充钻孔周边的微裂隙，材料固化后无法再次封堵动态裂隙，导致钻孔漏气.这两种材料在封孔过程中一旦操作失败，钻孔就会报废，威胁煤矿安全生产。

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

本发明的目的是提供一种垃圾焚烧飞灰基柔性瓦斯封孔材料及其制备方法，用以克服上述现有技术中采用水泥砂浆和聚氨酯作为封孔材料时，成本高，对于钻孔变形的适应性较差，封孔密封性能差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种垃圾焚烧飞灰基柔性瓦斯封孔材料，作为优选方案，以重量份数计，所述封孔材料包括以下组份的原料：

生活垃圾焚烧飞灰40～60份、生活垃圾焚烧底灰5～10份、硅酸盐水泥33～45份、纯丙乳液或氯丁胶乳16～23份、医疗垃圾焚烧飞灰0.8～1.5份、水性环氧树脂4～6份、水性环氧固化剂2～3份、氢氧化钠或氢氧化钾0.5～2份，三乙醇胺0.01～0.03份、聚丙烯酰胺0.05～0.2份或十二烷基二甲基氧化胺0.5～1份、玻璃纤维3～5份和水34～44份。

如上的垃圾焚烧飞灰基柔性瓦斯封孔材料，作为优选方案，

所述生活垃圾焚烧飞灰中Ca元素的含量为20～40wt％，Al元素的含量为5～12wt％，其中以金属单质存在的Al元素的含量为1.5～2.5wt％，Si元素的含量为10～40wt％。

如上的垃圾焚烧飞灰基柔性瓦斯封孔材料，作为优选方案，

所述生活垃圾焚烧底灰中Ca元素的含量为10～20wt％，Si元素的含量为30～50wt％，Al元素的含量为1～10wt％；

优选地，所述硅酸盐水泥28天龄期单轴抗压强度标准值不低于52.5MPa。

如上的垃圾焚烧飞灰基柔性瓦斯封孔材料，作为优选方案，