[发明专利]一种煤矿封孔剂及其制备方法、使用方法

说明书

本发明提供一种煤矿封孔剂，它是由以下原料制成：硅酸盐水泥、水、膨胀剂、速凝剂、石膏粉；所述硅酸盐水泥、水、膨胀剂、速凝剂、石膏粉的质量配比为：90‑100：70‑80：6‑9：0.5‑2：0.2‑0.5；该封孔剂解决了现阶段水泥与黄泥封孔性能差的问题，其注入钻孔后，原料之间发生性变反应，膨胀剂遇水膨胀，封孔剂逐渐变稠，体积不断膨胀，强度增强，在粘结剂作用下，使得硅酸盐水泥与钻孔紧密结合，并深入钻孔边缘缝隙中，将缝隙粘结封堵，防止缝隙进一步扩延；能够有效封堵微小缝隙，并制止缝隙扩延，封堵后不开裂漏气，封堵结构稳定，持续时间长，封孔效果质量高。

技术领域

本发明涉及煤矿封孔剂领域，特别涉及一种煤矿封孔剂及其制备方法、使用方法。

背景技术

近些年来，随着我国煤矿开采环境的日益复杂，各个煤矿对瓦斯防治也越来越重视，其中，对煤层瓦斯的提前抽放便是防止瓦斯的一个重要手段，预抽放的效果越好，抽放比越高，在开采时的环境越好，发生事故的可能性也就越低。在瓦斯抽放的各个环节中，对于抽放钻孔的封堵又是其中的一个关键点环节。因此，国家在2009年8月规定的新的煤矿技术安全标准中，把抽放钻孔的封堵进行了强制性的规定，封堵距离至少达到8米。

现有技术中钻孔在开凿之后，需要将其封闭后再进行下一步操作。例如，煤层在勘探之后，需要将其封堵，便于以后的开采。

传统的封孔方法是往钻孔中注入黄泥或者水泥，由于黄泥与水泥本身的限制，并不能有效地将钻孔封堵密实，此外黄泥很难运用机械化操作，需要投入大量的人力物力，工程进展缓慢，势必会影响工程进度。为此，国内外许多学者对这一课题进行了深入研究，取得了重大进展。CN 101318802 A王玉杰等人在专利《地震勘探封孔剂及其制备方法》中提出了运用无机材料进行封孔，其中明确要求过烧CaO含量为40％-97％，由于过烧CaO是膨胀性物质，含量过多可能会使岩石、煤炭等物质破碎，达不到预期封孔的目的。

发明内容

本发明提供一种煤矿封孔剂，其解决了现阶段水泥与黄泥封孔性能差的问题，其注入钻孔后，原料之间发生性变反应，膨胀剂遇水膨胀，封孔剂逐渐变稠，体积不断膨胀，强度增强，在粘结剂作用下，使得硅酸盐水泥与钻孔紧密结合，并深入钻孔边缘缝隙中，将缝隙粘结封堵，防止缝隙进一步扩延；能够有效封堵微小缝隙，并制止缝隙扩延，封堵后不开裂漏气，封堵结构稳定，持续时间长，封孔效果质量高。

本发明解决其技术问题所采用的的技术方案为：一种煤矿封孔剂，它是由以下原料制成：硅酸盐水泥、水、膨胀剂、速凝剂、石膏粉；所述硅酸盐水泥、水、膨胀剂、速凝剂、石膏粉的质量配比为：90-100：70-80：6-9：0.5-2：0.2-0.5。

优选的，所述硅酸盐水泥的强度等级为42.5。

优选的，所述膨胀剂为明矾石膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙膨胀剂、氧化钙-硫铝酸钙复合膨胀剂中的一种或多种。

优选的，所述速凝剂为膨润土和环氧树脂粘结剂、聚氨酯粘结剂、氨基树脂粘结剂中的一种或者多种。

优选的，一种煤矿封孔剂的制备方法为：将硅酸盐水泥、水、膨胀剂、速凝剂、石膏粉按照原料质量配比添加到搅拌桶内搅拌4-6min，形成均匀的流动性良好的浆体即可。

优选的，一种煤矿封孔剂的使用方法包括如下步骤：

步骤1：下测压管和回浆管：测压管选用内径5mm的高压胶管，回浆管选用外径20mm、长2m的PVC管；回浆管之间用PVC接头连接，胶水密封；另外，在下测压管之前，要将测压管顶部用纱布裹缠，防止固体颗粒进入管内堵塞测压管；下测压管时，将测压管和回浆管用铁丝捆绑着送入；在回浆管靠近上部的位置，接入一个三通，当注入浆液的高度达到该位置时，浆液会通过三通回流到孔口处，说明浆液已达到设计高度，应立刻停止注浆。