[发明专利]一种煤矿注浆加固材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种煤矿注浆加固材料，涉及新材料技术领域，该材料由以下重量份数的原料制成：聚醚多元醇100份、环氧树脂5‑8份、1，4‑丁二醇1‑2份、复合催化剂1.5‑2份、无机填料3‑5份、水5‑6份、复合溶剂4‑5份、缓凝剂0.1‑0.2份、阻燃剂15‑18份、异氰酸酯指数1.15。该材料力学性能优异，阻燃效果显著。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，尤其是涉及一种煤矿注浆加固材料及其制备方法。

背景技术

由于我国地质条件复杂，煤矿开采施工的过程中，岩体裂缝、巷道顶板或工作面冒顶、巷道围岩破碎以及水害等情况层出不穷，极大的影响作业人员的安全生产和煤矿开采效率，因此井下煤岩加固至关重要。目前最常用的加固方法是煤矿注浆加固，通过注浆设备，将黏度较低的浆液注入需要加固的围岩的裂缝或者是松散的岩体中，浆液以充填、渗透等方式，驱走岩体裂缝中的水分或空气，然后实现粘结凝固，从而使破碎的岩体粘结为一个连续完整的受力体，大大提高了被加固结构的承载力以及防渗等作用，从而达到加固修复的目的。

目前常用的注浆加固材料有水泥浆料、水玻璃类注浆材料以及高分子注浆材料等，高分子注浆材料包括环氧树脂类注浆材料、丙烯酰胺类注浆材料以及聚氨酯类注浆材料等，聚氨酯类注浆材料进入结构裂缝或岩体裂缝中之后，在缝隙内交联固化，从而形成固结体，若裂缝中含有水分时，浆液还与水发生发泡反应，释放出大量的二氧化碳，一方面会对浆液形成一定的压力，使其进入更细小的裂缝中，从而使固结体抗压抗渗性能更优异，同时发泡后浆液结构膨胀，填充加固更加密实，加固效果更好。基于上述原因，聚氨酯类注浆材料的综合性能优异，是目前研究最多的加固注浆材料，目前聚氨酯类注浆材料研究比较多的方面集中在提高力学性能、提高阻燃性能等方面。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种煤矿注浆加固材料，该材料力学性能优异，阻燃效果显著。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种煤矿注浆加固材料，由以下重量份数的原料制成：聚醚多元醇100份、环氧树脂5-8份、1，4-丁二醇1-2份、复合催化剂1.5-2份、无机填料3-5份、水5-6份、复合溶剂4-5份、缓凝剂0.1-0.2份、阻燃剂15-18份、异氰酸酯指数1.15。

进一步的，所述复合催化剂为二丁基二月桂酸锡和三乙醇胺按重量比为2：1混合而成。

进一步的，所述无机填料为纳米蒙脱土和纳米二氧化硅按重量比1：1混合而成。

进一步的，所述复合溶剂为丙酮和环己烷按重量比1：1-2混合而成。

进一步的，所述缓凝剂为甲苯磺酰氯和磷酸按重量比1:1组成的混合物。

进一步的，所述阻燃剂为水镁石纤维、聚酰亚胺纤维和三聚氰胺按重量比1-2：1：1混合而成。

进一步的，阻燃剂在使用前经过改性处理，改性方法是：将磷酸酯偶联剂配置成1.5%乙醇水溶液，调节pH为5.0，将水镁石纤维和聚酰亚胺纤维低温烘干后浸渍在磷酸酯偶联剂溶液中1-1.5h，之后50-60℃低温烘干，然后与三聚氰胺充分混合，所述磷酸酯偶联剂的重量与水镁石纤维和聚酰亚胺纤维总量比为1-2：100。

一种煤矿注浆加固材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）聚醚多元醇脱水后，65℃下加入异氰酸酯，升温至80℃搅拌反应1.5-2h，出料；

（2）加入其他成分，混合反应5min，得产品。

本发明的有益效果是：

1、本发明公开一种煤矿注浆加固材料，通过对该材料的配方进行优化调整，最终制备的加固材料抗压强度在8.1-8.5MPa，力学性能优异，阻燃效果显著。