[发明专利]用于崩解炭质泥岩的纳米-纤维固化剂及制备、使用方法

权利要求书

1.一种用于崩解炭质泥岩的纳米-纤维固化剂，其特征在于，由以下重量份数组成：水泥30-40份，纳米材料2-5份，有机质凝胶5-10份，乙二胺四乙酸二钠0.5-1份，矿渣25-35份，纤维材料2-6份，水16-25份；

所述纳米材料为纳米SiO₂、纳米Al₂O₃、纳米CaCO₃中的任意一种与纳米蒙脱土的混合物，混合质量比是1-3：1；

所述有机质凝胶材料为壳聚糖、交联壳聚糖凝胶、壳聚糖/明胶聚电解质配合物凝胶、聚异丙基丙烯酰胺水凝胶、聚叔丁基丙烯酰胺水凝胶、聚亚甲基双丙烯酰胺水凝胶、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或质量比为1：1的任意两种；

所述纤维材料为聚丙烯纤维、玻璃纤维、石英纤维或陶瓷纤维中的一种，单丝直径为5-25µm，长度1-3cm。

2.根据权利要求1所述的一种用于崩解炭质泥岩的纳米-纤维固化剂，其特征在于，所述玻璃纤维断裂伸长率小于等于35%，碱含量低于8wt%，吸水率小于等于2%，断裂强度不小于480MPa；所述石英纤维断裂伸长率小于等于30%，抗拉强度不小于500Mpa；所述陶瓷纤维断裂伸长率小于等于25%，抗拉强度不小于600Mpa；所述聚丙烯纤维抗拉强度不小于350Mpa，极限伸长量10%-28%。

3.根据权利要求1所述的一种用于崩解炭质泥岩的纳米-纤维固化剂，其特征在于，所述矿渣为粒径2-5mm的矿渣碎石。

4.根据权利要求1所述的一种用于崩解炭质泥岩的纳米-纤维固化剂，其特征在于，所述纳米材料的比表面积大于等于350m²/g，粒径30-90nm。

5.如权利要求1所述一种用于崩解炭质泥岩的纳米-纤维固化剂的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：

S1，按照以下重量份数称取：水泥30-40份，纳米材料2-5份，有机质凝胶5-10份，乙二胺四乙酸二钠0.5-1份，矿渣25-35份，纤维材料2-6份，水16-25份；

S2，在10-35℃下，将称取的有机质胶凝材料与纳米材料溶解于适量无水乙醇，得到充分溶解的混合液，将称取的水的70%加入混合液中，超声搅拌分散，制得固化剂预料；

S3，在10-35℃下，将固化剂预料、称取的纤维材料、称取的矿渣碎石放置搅拌机中搅拌至均匀，制得混合料；

S4，在10-35℃下，将称取的水泥加入搅拌均匀的混合料中，搅拌一定时间至均匀，加入剩余30%的水继续搅拌一定时间，即得土体固化剂。

6.一种用于崩解炭质泥岩的纳米-纤维固化剂的使用方法，其特征在于，采用如权利要求1-4任意一项权利要求所述的一种用于崩解炭质泥岩的纳米-纤维固化剂，在10-35℃下，将纳米-纤维固化剂与崩解炭质泥岩置于搅拌机中，所述纳米-纤维固化剂的添加量为崩解炭质泥岩质量的10-15%，加入崩解炭质泥岩质量10-12%的水，搅拌速率为500转/分，搅拌0.1-0.2h，搅拌均匀，得到固化后的崩解炭质泥岩，即固化炭质泥岩。

7.根据权利要求6所述的一种用于崩解炭质泥岩的纳米-纤维固化剂的使用方法，其特征在于，所述崩解炭质泥岩粒的最大粒径不超过5mm。