[发明专利]一种煤矿瓦斯抽采孔封孔材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿瓦斯抽采孔封孔料，尤其用于煤矿井下瓦斯抽采孔的封孔，属于煤炭开采技术领域。

背景技术

煤矿井下瓦斯抽采依然是煤矿瓦斯治理的重要方法，钻孔是煤矿瓦斯治理的基础技术手段，广泛应用于瓦斯抽放、参数测试、煤层注水、煤层增透等各个方面。而打好钻孔后一般都要求对钻孔进行密封，钻孔密封是保持孔底负压或正压的关键因素。封孔质量的好坏直接影响各类钻孔作用的发挥。现阶段我国煤矿使用的封孔料多为聚氨酯封孔料和普通水泥砂浆封孔料，前者封孔后容易产生收缩，密封效果差，后者则往往因封孔长度达不到起不到理想的密封状态，材料有一定毒性，且价格高，造成密封成本高，煤矿难于承受。复合材料的优越性能能够集成两者的优点，克服两者的缺点，正在成为注浆、加固等工程材料研究热点。为了遏制瓦斯突出、瓦斯爆炸等重大事故的发生，提高钻孔效率、煤层消突速率、减少钻孔数量，节约生产成本，开展复合材料钻孔密封技术的研究具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明提供了一种煤矿瓦斯抽采孔封孔料，其特征在于，该封孔料的配方中各组分按总体质量分数比为：普通硅酸盐水泥60％～80％、膨胀剂15％～25％、石膏5％～10％、发泡剂0.1％～0.3％、烧碱0.2％～0.5％，且各组分质量分数加起来正好为100％，所述封孔料的配方与水按质量比1∶0.6～1混合使用。

进一步，作为优选，所述的普通硅酸盐水泥选择为P.O 32.5/42.5水泥。

进一步，作为优选，所述的膨胀剂选择为硫铝酸钙类或硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂，所述膨胀剂的应用必须符合GB50119-2003《混凝土外加剂应用技术规范》。

进一步，作为优选，所述的发泡剂为在碱性环境下产生气体的固体或液体，使用前先与化学稳泡剂一起搅拌研磨，待其风干后使用。

进一步，作为更优选，所述的发泡剂为铝粉或双氧水，其中铝粉的纯度应为工业纯。

进一步，作为优选，由于石膏主要是为了控制C3A的水化，调节封孔料的凝结时间，提高水泥的强度，所述的石膏选择为生石膏。

进一步，作为更优选方式，所述的石膏选择为二水石膏Ca[SO₄]·2H₂O。

进一步，作为优选，所述的烧碱为粒碱，纯度为96％或99％，颗粒度为0.5mm-1.0mm。

进一步，作为优选，所述配方与水混合使用，其水与所述配方比为0.6～1。

进一步，作为优选，所述的煤矿瓦斯抽采孔封孔料初凝时间为60min，终凝时间为90min，在25℃下的流动度为13s左右，自由膨胀率为10％以上，抗压强度为10Mpa左右，比表面积为360～365。

本发明提供的一种煤矿瓦斯抽采孔封孔料，其可以结合煤矿井下封孔技术使用，本发明的煤矿瓦斯抽采孔封孔料膨胀系数、抗压强度、凝固时间、流动度、安全性均达到矿用封孔料的要求，本发明无毒无害，成本低廉，使用操作方便，安全可靠，为煤矿井下封孔的理想材料。该封孔料具有膨胀性好，其膨胀系数大于10％，抗压强度大于10Mpa，较好的流动度，凝固时间短，使用方便，成本低廉等特征。

具体实施方式

实施例1：

本发明提供了一种煤矿瓦斯抽采孔封孔料，该封孔料的配方中各组分按总体质量分数比为：普通硅酸盐水泥65％、膨胀剂25％、石膏9.5％、发泡剂0.2％、烧碱0.3％，水与封孔料的配方按质量比0.7混合使用。在本实施例中，普通硅酸盐水泥选择为P.O 32.5/42.5水泥，膨胀剂选择为硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂，膨胀剂的应用必须符合GB50119-2003《混凝土外加剂应用技术规范》；发泡剂为在碱性环境下产生气体的固体或液体，使用前先与化学稳泡剂一起搅拌研磨，待其风干后使用，在本实施例中，发泡剂选择为铝粉，其中铝粉的纯度应为工业纯。

由于石膏主要是为了控制C3A的水化，调节封孔料的凝结时间，提高水泥的强度，石膏选择为生石膏；在本实施例中，石膏选择为二水石膏Ca[SO₄]·2H₂O；且烧碱为粒碱，纯度为96％，颗粒度为0.5mm。

该煤矿瓦斯抽采孔封孔料初凝时间为60min，终凝时间为90min，在25℃下的流动度为13s左右，自由膨胀率为10％以上，抗压强度为10Mpa左右，比表面积为360～365。

实施例2：