[发明专利]一种阻燃浆体材料及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种阻燃浆体材料，包括下述重量份的组分：水90～110份，水泥50～56份，纤维素0.1～0.3份，石膏38～50份，二氧化硅4.4～6.8份。本发明中的阻燃浆体材料凝结时间在45～80min内，凝结时间短，浆体材料完全流出容量瓶所用的最短时间为13s，流动性好，可在短时间内达到高效的封堵效果，降低漏洞现象的发生，将本发明提供的阻燃浆体材料用于治理浅埋煤层开采地表裂隙漏风效果显著。

技术领域

本发明涉及无机材料技术领域，尤其涉及一种用于煤层开采裂隙堵漏风的阻燃浆体材料及其制备方法。

背景技术

煤炭自燃是威胁煤矿安全生产的主要自然灾害之一，其不仅造成重大人员伤亡和财产损失，而且会摧毁矿井设施、迫使生产中断，甚至还可能引发瓦斯爆炸、煤尘爆炸、顶板冒落以及井巷垮塌等二次灾害，加重矿井灾害的后果。同时，煤炭自燃的危险性还极大程度地限制了矿井生产能力，导致矿井机械化装备的效能有近一半无法发挥，生产效率难以提高。近年来，随着我国能源战略重心加速西移，而西部矿区煤层厚度大、埋藏浅、易自燃，地表裂隙漏风严重，决定了西部矿区煤层开采面临的重大难题之一——煤炭自燃。

而在掌握地表漏风规律情况下，对地表裂隙进行封堵，切断氧气通道成为西部矿区预防煤炭自燃的有效手段之一。为了有效防治地表裂隙漏风而导致的煤炭自燃，国内外常采用的方法有人工回填、注普通水泥浆、注聚氨酯泡沫和注凝胶等。这些技术对保障矿井安全回采起到了一定的作用，但都存在一些不足：如人工回填，一般仅用于回填塌陷坑较小的区域；注普通水泥浆，浆液只沿着地势低的地方流动，容易漏到井下工作面或巷道，不能封堵裂隙；注聚氨酯泡沫，在高温下容易燃烧且易分解释放出有毒有害气体；注凝胶，凝胶流量小、扩散范围有限且易龟裂。

现有技术中国专利CN103396075A中针对已有煤矿井下堵漏风技术存在的不足，公开了一种用于煤矿井下堵漏风的阻燃膏体材料，组分中包括水100份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.2～0.4份，羟乙基甲基纤维素1～1.5份，石膏1.875～2.5份，水泥7.5～10份，粉煤灰30～40份，所述阻燃膏体材料保水性能强、阻燃效果好、堵漏风效果佳，但所述阻燃膏体材料的凝结固化时间较长，而且膏体材料的流动性不足，无法快速填充裂缝缝隙，易出现漏洞现象。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种流动性强，凝固时间短的堵漏风阻燃浆体材料及其制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种阻燃浆体材料，包括下述重量份的组分：水90～110份，水泥50～56份，纤维素0.1～0.3份，石膏38～50份，二氧化硅4.4～6.8份。

优选的，所述阻燃浆体材料包括下述组分：水95～105份，水泥52～54份，纤维素0.15～0.25份，石膏40～45份，二氧化硅5～6份。

优选的，所述水泥为硅酸盐类水泥、铝酸盐类水泥或无熟料类水泥。

优选的，所述硅酸盐水泥包括粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥中的一种或多种。

优选的，所述纤维素为羟乙基甲基纤维素和/或甲基纤维素。

本发明提供了一种阻燃浆体材料的制备方法，包括以下步骤：

将水泥、纤维素、石膏、二氧化硅和水按照重量份配比混合得到阻燃浆体材料。

优选的，所述混合包括以下步骤：

1)将水泥和水混合得到水泥浆液；

2)将所述水泥浆液和纤维素混合得到稠化浆液；

3)将所述稠化浆液和石膏、二氧化硅混合。

优选的，所述步骤1)～步骤3)中的混合在搅拌条件下进行的，所述搅拌的转速独立地为2000±100r/min。