一种用于煤矿的封孔剂制造技术

本发明专利技术属于煤层钻孔封堵技术领域，具体涉及一种用于煤矿二氧化碳致裂技术的封孔剂。该封孔剂主要使用铝酸盐水泥、粉状膨胀剂，其重量配比为：9∶1。使用时，只要将封孔剂与水调匀，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，在化学粘结剂作用下，使得铝封孔剂与煤矿钻孔结合紧密，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。本发明专利技术是一种安全有效的新型封孔材料，与以往材料相比，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，持续时间长节约封孔经费，封孔效果质量高。

A sealing agent used in coal mines

The invention belongs to the technical field of coal seam drilling and plugging, in particular to a sealing agent used for coal mine carbon dioxide fracturing technology. The sealing agent mainly uses aluminate cement and powder expansion agent, and its weight ratio is 9 to 1. When in use, as long as the sealing agent and water and mix thoroughly, injection after drilling, variable reaction between raw materials, expansive agent water expansion sealing agent, gradually thickening, volume expansion, strength enhancement in chemical adhesive function, the aluminum sealing agent combined with coal mine drilling, drilling depth and edge the gap, the gap bonding sealing, preventing crevice further extended. The invention is a safe and effective new sealing material, compared with other materials, can effectively block the tiny cracks and stop gap extension, plugging after cracking leakage, stable sealing structure, long duration of saving sealing funds, the sealing effect of high quality.

【技术实现步骤摘要】
一种用于煤矿的封孔剂
本专利技术属于煤层钻孔封堵
，具体涉及一种用于煤矿的封孔剂。
技术介绍
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，由于黄泥本身的限制，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。CN101318802A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。CN102733844A杨胜强等人在专利《一种封孔结构及封孔方法及封孔用膨胀水泥》中有效解决了封孔不严密，漏气等问题，但其中要求在瓦斯抽采管两端部分别外缠柔性织物，再在柔性织物上涂覆膨胀水泥，静待10-15min，待其凝固后在前堵头上插入注浆管。在钻孔数量较少的情况下，此方法具有可行性。如果钻孔数量较多，使用该方法的施工效率降低，这势必会延长施工时间，影响工程进展。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术对封孔剂的成份和配比进行了研究，配制出了一种用于煤矿的封孔剂。本专利技术采用的技术方案为：一种用于煤矿的封孔剂，其特征在于：该封孔剂主要包括铝酸盐水泥、粉状膨胀剂、化学粘结剂。所述铝酸盐水泥、粉状膨胀剂的重量配比为：9∶1，所述铝酸盐水泥、粉状膨胀剂、化学粘结剂的重量误差在±4％以内。本专利技术的优化，根据上述所述的一种用于煤矿的封孔剂，其特征在于：所述粉状膨胀剂包括明矾石膨胀剂、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者多种。本专利技术的优化，根据最上面所述所述的一种用于煤矿的封孔剂，其特征在于：所述化学粘结剂包括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。本专利技术的优化，根据最上面所述的一种用于煤矿的封孔剂，其特征在于：所述封孔剂的使用方法为，按照下列步骤完成：(4)煤矿钻孔或者爆破孔周边用水润湿；(5)所述封孔剂加水搅拌均匀，所述封孔剂和水的重量配比为1∶(1.5～3)；(6)对煤矿钻孔或者爆破孔快速注入加水调和的封孔剂，封口充填密实，不漏气，10～15min后可达封孔效果。本专利技术的进一步优化，根据上述所述的一种用于煤矿的封孔剂，其特征在于：所述煤矿钻孔或者爆破孔直径≥50mm，孔封孔长度≥300mm；钻孔或者爆破孔直径≤10mm，孔封孔长度为≥450mm；所述煤矿钻孔或者爆破孔直径10～50mm，孔封孔长度300～450mm。本专利技术与现有技术相比，其效果为：本专利技术采用上述方案，使用时，只要将封孔剂与水调匀，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，在化学粘结剂作用下，使得铝酸盐水泥与煤矿钻孔结合紧密，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。本专利技术是一种安全有效的新型封孔材料，与以往材料相比，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，持续时间长节约封孔经费，封孔效果质量高。具体实施方式为了使本专利技术的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，现结合具体实施例，对本专利技术进行进一步阐述。实施例一：一种用于煤矿的封孔剂，该封孔剂由以下组分按重量份数配比制成：铝酸盐水泥9份，粉状膨胀剂1份，所述铝酸盐水泥、粉状膨胀剂、化学粘结剂的重量误差在±4％以内。所述粉状膨胀剂为明矾石膨胀剂、氧化钙膨胀剂，其明矾石膨胀剂、氧化钙膨胀剂重量份数配比为1∶1。所述化学粘结剂包括膨润土和环氧树脂粘结剂，其膨润土和环氧树脂粘结剂重量份数配比为0.8∶1。实施例二：一种用于煤矿的封孔剂，该封孔剂由以下组分按重量份数配比制成：铝酸盐水泥9份，粉状膨胀剂1份，化学粘结剂1份，所述铝酸盐水泥、粉状膨胀剂、化学粘结剂的重量误差在±4％以内。所述粉状膨胀剂为氧化钙-硫铝酸钙复合膨胀剂。所述化学粘结剂包括膨润土和聚氨酯粘结剂，其膨润土和聚氨酯粘结剂重量份数配比为1∶1。实施例三：一种用于煤矿的封孔剂，该封孔剂由以下组分按重量份数配比制成：铝酸盐水泥10份，粉状膨胀剂1份，所述铝酸盐水泥、粉状膨胀剂、化学粘结剂的重量误差在±4％以内。所述粉状膨胀剂为硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙膨胀剂，其硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙膨胀剂重量份数配比为1∶1。所述化学粘结剂包括膨润土和聚氨酯粘结剂，其膨润土和氨基树脂粘结剂重量份数配比为0.5∶1。本专利技术所配制的一种用于煤矿的封孔剂的技术指标为：外观：呈灰色粉末状；含水量：低于2％；细度：不透过120目筛网重量份数不超过10％，透过100目筛网重量份数超过80％；封孔后的抗压强度为：5～10MPa；初凝时间：不超过10分钟。上述实施例一、二、三所配制的封孔剂的使用方法为，按照下列步骤完成：(1)煤矿钻孔或者爆破孔周边用水润湿；(2)所述封孔剂加水搅拌均匀，所述封孔剂和水的重量配比为1∶(1.5～3)；(3)对煤矿钻孔或者爆破孔快速注入加水调和的封孔剂，封口充填密实，不漏气，15～60min后可达封孔效果。所述煤矿钻孔或者爆破孔直径≥50mm，孔封孔长度≥300mm；钻孔或者爆破孔直径≤10mm，孔封孔长度为≥450mm；所述煤矿钻孔或者爆破孔直径10～50mm，孔封孔长度300～450mm。将封孔剂与水按5∶1混合搅匀后，迅速注入钻孔中，在5分钟内初凝，10～15分钟内强度增长最快。膨胀倍数控制在3～5倍，所述膨胀倍数为膨胀后体积与封孔剂体积比值，加水量越少固化速度越快，膨胀倍数降低，强度大。体积增加到3倍时30分钟时的强度可达到3MPa以上。并且封堵钻孔过程中所形成的微小缝隙，材料整体致密达到了很好的密封效果，本封孔剂无毒、无害、成本低，使用后不会影响环境。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述仅为本专利技术的优选例，本专利技术并不受上述优选例的限制，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还可有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本专利技术要求保护的范围内。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于煤矿的封孔剂，其特征在于：该封孔剂主要包括铝酸盐水泥、粉状膨胀剂。所述铝酸盐水泥、粉状膨胀剂：9∶1，所述铝酸盐水泥、粉状膨胀剂的重量误差在±4％以内。

【技术特征摘要】
1.一种用于煤矿的封孔剂，其特征在于：该封孔剂主要包括铝酸盐水泥、粉状膨胀剂。所述铝酸盐水泥、粉状膨胀剂：9∶1，所述铝酸盐水泥、粉状膨胀剂的重量误差在±4％以内。2.根据权利要求1所述的一种用于煤矿的封孔剂，其特征在于：所述粉状膨胀剂包括明矾石膨胀剂、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者多种。3.根据权利要求1所述的一种用于煤矿的封孔剂，其特征在于：所述化学粘结剂包括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。4.根据权利要求1所述的一种用于煤矿的封...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯尚利，
申请(专利权)人：陕西金土地矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61