[发明专利]一种快速密闭材料及制备方法

说明书

本发明涉及材料技术领域，公开一种快速密闭材料，包括质量比为1:1的组合物A和组合物B；其中，组合物A包括质量百分比的以下组分：水60％～66.7％，硫铝酸盐水泥24％～38％，硅酸钙1.8％～3.6％，膨胀剂1％～1.4％；组合物B包括质量百分比的以下组分：水60％～66.7％，石灰4％～6％，石膏12％～18％，石粉5％～10％，粉煤灰3％～8％，缓凝剂0.1％～1％。本发明中的材料为纯无机材料，反应温度低，无着火风险。本发明中的材料为塑性材料，在压力作用下可以允许较大的塑性变形，能够维持较高的残余强度而不破坏，持续保持对顶板的支撑能力及对采空区的密闭效果。本发明材料具有微膨胀性能，能够与巷道帮顶接触密实，密闭效果好。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种快速密闭材料及制备方法，尤其是一种矿用无机快速密闭材料及其制备方法。

背景技术

矿井生产中，为了防止煤层自燃、有害气体扩散或者瓦斯爆炸而影响安全生产，常常建立密闭墙及时封闭报废的采空区、尾巷以及联络巷，将易自燃区、有害气体源或瓦斯聚集区进行隔离。目前普遍采用的密闭方法有以下几种：

(1)采用混凝土浇筑的墙体进行密闭。这种密闭墙强度较高，但施工时需使用混凝土泵，工艺复杂，成本较高。且混凝土为脆性材料，受压后易开裂漏风。

(2)采用砖石砌筑并充填黄土的墙体进行密闭。这种封闭方法因其选材容易、施工简单而应用最为广泛。但这种方法辅助运输量较大，尤其是在不能铺设轨道采用机械运输的巷道，只能靠人工运输料石、黄砂、水泥等，在增大工人劳动强度的同时，密闭效率也较低，从而严重制约矿井的生产能力。

(3)使用高分子材料充填密闭。因高分子材料具有良好的机械性能及柔韧性，且凝固速度较快，所以这种封闭工艺封闭效果好，封闭效率高。但高分子材料价格昂贵且固化温度高，容易引发安全事故，煤矿相关管理部门已限制使用该种材料进行密闭。

针对上述情况，本领域的技术人员采取了各种改进方法。如中国专利CN106050303A公开了一种井下巷道封堵方法，利用锚杆、木板、钢筋网搭建充填模子，充填模子内注入高水材料形成封堵墙。中国专利CN105736046A公开了一种密闭墙体的施工方法，在需要密闭处安装充填袋，充填袋内浇注高水材料、低温聚氨酯充填泡沫和泡沫水泥等。以上两个专利均使用高水材料构筑密闭墙，高水材料浆液流动性强，克服了辅助运输量大等缺点，但高水材料不具备膨胀性能，密闭效果无法保证。泡沫水泥具有膨胀性能，但难以长距离管路输送。

因此，亟需开发一种快速密闭材料。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供了一种快速密闭材料及制备方法。本发明能够解决脆性密闭材料受压易开裂、无膨胀性、不可长距离管路输送以及高分子材料反应温度高易引发火灾等问题。

本发明为实现上述目的，采取以下技术方案予以实现：

一种快速密闭材料，包括质量比为1:1的组合物A和组合物B；其中，

组合物A包括质量百分比的以下组分：水60％～66.7％，硫铝酸盐水泥24％～38％，硅酸钙1.8％～3.6％，膨胀剂1％～1.4％；

组合物B包括质量百分比的以下组分：水60％～66.7％，石灰4％～6％，石膏12％～18％，石粉5％～10％，粉煤灰3％～8％，缓凝剂0.1％～1％。

优选地，所述组合物A包括水360ml，硫铝酸盐水泥212.4g，硅酸钙21.6g，膨胀剂6g；所述组合物B包括水360ml，石灰30g，石膏96g，石粉60g，粉煤灰48g，缓凝剂6g。

优选地，所述硫铝酸盐水泥包括质量百分比的以下组分：A1₂O₃ 32～40％，CaO 36～40％，SO₃ 8～15％；比表面积＞400m²/kg。