一種煤礦瓦斯抽采孔封孔材料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種煤礦瓦斯抽采孔封孔料，尤其用于煤礦井下瓦斯抽采孔的封孔，屬于煤炭開采技術領域。
【背景技術】
[0002]煤礦井下瓦斯抽采依然是煤礦瓦斯治理的重要方法，鉆孔是煤礦瓦斯治理的基礎技術手段，廣泛應用于瓦斯抽放、參數測試、煤層注水、煤層增透等各個方面。而打好鉆孔后一般都要求對鉆孔進行密封，鉆孔密封是保持孔底負壓或正壓的關鍵因素。封孔質量的好壞直接影響各類鉆孔作用的發揮。現階段我國煤礦使用的封孔料多為聚氨酯封孔料和普通水泥砂漿封孔料，前者封孔后容易產生收縮，密封效果差，后者則往往因封孔長度達不到起不到理想的密封狀態，材料有一定毒性，且價格高，造成密封成本高，煤礦難于承受。復合材料的優越性能能夠集成兩者的優點，克服兩者的缺點，正在成為注漿、加固等工程材料研宄熱點。為了遏制瓦斯突出、瓦斯爆炸等重大事故的發生，提高鉆孔效率、煤層消突速率、減少鉆孔數量，節約生產成本，開展復合材料鉆孔密封技術的研宄具有十分重要的現實意義。
【發明內容】
[0003]本發明提供了一種煤礦瓦斯抽采孔封孔料，其特征在于，該封孔料的配方中各組分按總體質量分數比為:普通硅酸鹽水泥60%?80%、膨脹劑15%?25%、石膏5%?10%、發泡劑0.1%?0.3%、燒堿0.2%?0.5%，且各組分質量分數加起來正好為100%，所述封孔料的配方與水按質量比1: 0.6?I混合使用。
[0004]進一步，作為優選，所述的普通娃酸鹽水泥選擇為P.0 32.5/42.5水泥。
[0005]進一步，作為優選，所述的膨脹劑選擇為硫鋁酸鈣類或硫鋁酸鈣-氧化鈣類膨脹劑，所述膨脹劑的應用必須符合GB50119-2003《混凝土外加劑應用技術規范》。
[0006]進一步，作為優選，所述的發泡劑為在堿性環境下產生氣體的固體或液體，使用前先與化學穩泡劑一起攪拌研磨，待其風干后使用。
[0007]進一步，作為更優選，所述的發泡劑為鋁粉或雙氧水，其中鋁粉的純度應為工業純。
[0008]進一步，作為優選，由于石膏主要是為了控制C3A的水化，調節封孔料的凝結時間，提高水泥的強度，所述的石膏選擇為生石膏。
[0009]進一步，作為更優選方式，所述的石膏選擇為二水石膏Ca[S04].2H20o
[0010]進一步，作為優選，所述的燒堿為粒堿，純度為96 %或99 %，顆粒度為0.5mm-1.0mm0
[0011]進一步，作為優選，所述配方與水混合使用，其水與所述配方比為0.6?I。
[0012]進一步，作為優選，所述的煤礦瓦斯抽采孔封孔料初凝時間為60min，終凝時間為90min，在25°C下的流動度為13s左右，自由膨脹率為10%以上，抗壓強度為1Mpa左右，比表面積為360?365。
[0013]本發明提供的一種煤礦瓦斯抽采孔封孔料，其可以結合煤礦井下封孔技術使用，本發明的煤礦瓦斯抽采孔封孔料膨脹系數、抗壓強度、凝固時間、流動度、安全性均達到礦用封孔料的要求，本發明無毒無害，成本低廉，使用操作方便，安全可靠，為煤礦井下封孔的理想材料。該封孔料具有膨脹性好，其膨脹系數大于10%，抗壓強度大于lOMpa，較好的流動度，凝固時間短，使用方便，成本低廉等特征。
【具體實施方式】
[0014]實施例1:
[0015]本發明提供了一種煤礦瓦斯抽采孔封孔料，該封孔料的配方中各組分按總體質量分數比為:普通硅酸鹽水泥65%、膨脹劑25%、石膏9.5%、發泡劑0.2%、燒堿0.3%，水與封孔料的配方按質量比0.7混合使用。在本實施例中，普通硅酸鹽水泥選擇為P.032.5/42.5水泥，膨脹劑選擇為硫鋁酸鈣-氧化鈣類膨脹劑，膨脹劑的應用必須符合GB50119-2003《混凝土外加劑應用技術規范》;發泡劑為在堿性環境下產生氣體的固體或液體，使用前先與化學穩泡劑一起攪拌研磨，待其風干后使用，在本實施例中，發泡劑選擇為鋁粉，其中鋁粉的純度應為工業純。
[0016]由于石膏主要是為了控制C3A的水化，調節封孔料的凝結時間，提高水泥的強度，石膏選擇為生石膏；在本實施例中，石膏選擇為二水石膏Ca[S04].2H20 ;且燒堿為粒堿，純度為96%，顆粒度為0.5mm。
[0017]該煤礦瓦斯抽采孔封孔料初凝時間為60min，終凝時間為90min，在25°C下的流動度為13s左右，自由膨脹率為10%以上，抗壓強度為1Mpa左右，比表面積為360?365。
[0018]實施例2:
[0019]在該實施例中，該封孔料的配方中各組分按總體質量分數比為:普通硅酸鹽水泥64.4%,膨脹劑25%、石膏10%、發泡劑0.1%、燒堿0.5%，水與封孔料的配方按質量比0.7混合使用。其他實施條件均與實施例1相同。
[0020]實施例3:
[0021]在該實施例中，該封孔料的配方中各組分按總體質量分數比為:普通硅酸鹽水泥70 %、膨脹劑20 %、石膏9.5 %、發泡劑0.3%、燒堿0.2%，水與封孔料的配方按質量比0.6混合使用。在本實施例中，膨脹劑選擇為硫鋁酸鈣類膨脹劑，膨脹劑的應用必須符合GB50119-2003《混凝土外加劑應用技術規范》，發泡劑選擇為雙氧水，燒堿為粒堿，純度為99%，顆粒度為0.8mm。其他實施條件均與實施例1相同。
[0022]實施例4:
[0023]在該實施例中，該封孔料的配方中各組分按總體質量分數比為:普通硅酸鹽水泥75%,膨脹劑15%、石膏9.5%、發泡劑0.1%、燒堿0.4%，水與封孔料的配方按質量比0.6混合使用。在本實施例中，燒堿為粒堿，純度為97 %，顆粒度為1.0_。其他實施條件均與實施例1相同。
[0024]實施例5:
[0025]在該實施例中，該封孔料的配方中各組分按總體質量分數比為:普通硅酸鹽水泥80 %、膨脹劑19.4%、發泡劑0.1%、燒堿0.5%，水與封孔料的配方按質量比0.6混合使用。其他實施條件均與實施例1相同。
[0026]以上實施方式僅用于說明本發明，而并非對本發明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本發明的范疇，本發明的專利保護范圍應由權利要求限定。
【主權項】
1.一種煤礦瓦斯抽采孔封孔料，其特征在于，該封孔料的配方中各組分按總體質量分數比為:普通硅酸鹽水泥60%?80%、膨脹劑15%?25%、石膏5%?10%、發泡劑0.1%?0.3%、燒堿0.2%?0.5%，且各組分質量分數加起來正好為100%，所述封孔料的配方與水按質量比1: 0.6?I混合使用。
2.根據權利要求1所述的一種煤礦瓦斯抽采孔封孔料，其特征在于，所述的普通硅酸鹽水泥選擇為P.0 32.5/42.5水泥。
3.根據權利要求1所述的一種煤礦瓦斯抽采孔封孔料，其特征在于，所述的膨脹劑為硫鋁酸鈣類或硫鋁酸鈣-氧化鈣類膨脹劑，所述膨脹劑的應用必須符合GB50119-2003《混凝土外加劑應用技術規范》。
4.根據權利要求1所述的一種煤礦瓦斯抽采孔封孔料，其特征在于，所述的發泡劑為在堿性環境下產生氣體的固體或液體，使用前先與化學穩泡劑一起攪拌研磨，待其風干后使用。
5.根據權利要求4所述的一種煤礦瓦斯抽采孔封孔料，其特征在于，所述的發泡劑為鋁粉或雙氧水，其中鋁粉的純度應為工業純。
6.根據權利要求1所述的一種煤礦瓦斯抽采孔封孔料，其特征在于，所述的石膏為生石膏。
7.根據權利要求6所述的一種煤礦瓦斯抽采孔封孔料，其特征在于，所述的石膏選擇為二水石膏 Ca [SO4].2H20o
8.根據權利要求1所述的一種煤礦瓦斯抽采孔封孔料，其特征在于，所述的燒堿為粒堿，純度為96%或99%，顆粒度為0.5mm-L0mmo
9.根據權利要求1所述的一種煤礦瓦斯抽采孔封孔料，其特征在于，所述的配方與水混合使用，其水與所述配方比為0.6?I。
10.根據權利要求1-9任一項所述的一種煤礦瓦斯抽采孔封孔料，其特征在于，所述的煤礦瓦斯抽采孔封孔料初凝時間為60min，終凝時間為90min，在25°C下的流動度為13s左右，自由膨脹率為10%以上，抗壓強度為1Mpa左右，比表面積為360?365。
【專利摘要】本發明涉及一種煤礦瓦斯抽采孔封孔料，該封孔料的配方中各組分按總體質量比為：普通硅酸鹽水泥60％～80％、膨脹劑(硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣-氧化鈣類)15％～25％、石膏0％～10％、發泡劑(鋁粉、雙氧水等堿性環境下產生氣體的固體或液體)0.1％～0.3％、燒堿0.2％～0.5％，該配方與水按質量比1∶0.6～1混合使用。本發明的封孔料具有膨脹性好，其膨脹系數大于10％，抗壓強度大于10Mpa，較好的流動度，凝固時間短，使用方便，成本低廉等特征。
【IPC分類】C04B28-04, C09K8-467
【公開號】CN104592962
【申請號】CN201410608679
【發明人】曹運興, 趙斌, 張軍勝, 曹永恒, 田林, 石玢, 馬兵, 王建濤
【申請人】河南神華能源工程有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年10月31日