矿用充填密闭材料及制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及矿用材料，目的是提供一种矿用充填密闭材料。技术方案为：材料的重量组成为水100份、粉煤灰50份、石膏2份、42.5R水泥12份、熟石灰8份、脂肪醇聚氧乙烯醚1.6份、羟乙基甲基纤维素7份、十二烷基硫酸钠2.4份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1.4份、多聚磷酸1.8份、粘度为300～600mPas的羟丙基淀粉醚2.2份、醋酸乙烯‑乙烯共聚物类型的可再分散乳胶粉1.5份，长度小于2mm的玻璃纤维8份和足以浸润玻璃纤维的硅烷偶联剂。本发明专利技术材料阻燃性能优良，工艺简单、成本低廉，无机材料为主，无分解、无毒无害，可以大量使用也不会带来安全隐患。

Mine filling sealing material and preparation device

The invention relates to a mining material, in order to provide a mine filling and sealing material. Technical scheme: the weight of the material is composed of 100 parts of water, fly ash, gypsum 50 copies of 2 copies, 12 copies of 42.5R cement, lime 8, fatty alcohol polyoxyethylene ether 1.6 copies, 7 copies, twelve hydroxyethyl methyl cellulose sodium dodecyl sulfate 2.4, fatty alcohol polyoxyethylene ether sodium sulfate 1.4, poly phosphoric acid 1.8, the viscosity is 300 ~ hydroxypropyl starch ether 600mPas 2.2, vinyl acetate ethylene copolymer type redispersible emulsion powder 1.5, less than 2mm length of glass fiber 8 and to soak glass fiber with silane coupling agent. The present invention has excellent flame retardant property, simple process, low cost, inorganic material, no decomposition, no poison and no harm, can be used in large quantities and can not lead to potential safety hazard.

【技术实现步骤摘要】
矿用充填密闭材料及制备装置
本专利技术涉及一种矿用充填密闭材料及制备装置。
技术介绍
在煤矿掘进、回采作业时，不可避免地会产生冒落、片帮，形成孔洞。这些孔洞经常造成瓦斯积聚，不仅提高了瓦斯爆炸的危险性，而且在具有自燃倾向的煤层还可造成自燃发火。因此，只有及时填充这些孔洞，才能确保安全生产。我国煤矿通常采用在冒落地点架木垛、填沙浆等方法进行处理，但这些方法费时、费力、施工难度大，且不能保证真正消除事故隐患。另外，采空区不隔离，影响井下通风，国内传统的防爆密闭墙多为砖墙结构，施工用砖块、砂、水泥等进行垒砌粘结，此法劳动量大、效率低，随着煤炭采掘机械化程度的提高，采用传统施工技术难以满足现代化生产要求。因此开发用于煤矿井下的新型充填、密闭材料显得迫在眉睫。高分子化学材料进行冒落孔洞充填密闭是国外在七十年代初期发展起来的一项新技术，该技术问世在世界主要产煤国家得到迅速发展。我国在九十年代初期开始研究巷道冒落孔洞化学材料注浆充填密闭技术，并已经取得较好的经济效益和社会效益。但现在用的聚氨酯充填密闭材料存在着价格较高、易燃、反应温度高、反应时产生大量有毒气体的缺点。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供一种基于无机材料为主，阻燃性能好，无毒、无分解的矿用充填密闭材料。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种矿用充填密闭材料，重量组成为水100份、粉煤灰45～55份、石膏1～3份、水泥10～16份、熟石灰8～12份、脂肪醇聚氧乙烯醚1.2～1.8份、羟乙基甲基纤维素5.5～8.0份、十二烷基硫酸钠2～3份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1～1.5份、多聚磷酸1.5～2.0份、粘度为300～600mPas的羟丙基淀粉醚2～2.5份、醋酸乙烯-乙烯共聚物类型的可再分散乳胶粉1.0～1.5份，长度小于2mm的玻璃纤维8～15份和足以浸润玻璃纤维的硅烷偶联剂。制备步骤是：1）：在主搅拌罐中加入水、粉煤灰、脂肪醇聚氧乙烯醚、羟乙基甲基纤维素、石膏、水泥、熟石灰，搅拌器均匀形成粉煤灰浆液；2）：在搅拌桶中加少量水和多聚磷酸、羟丙基淀粉醚、可再分散乳胶粉搅拌均匀形成混合胶黏液；3）：在配料缸中将十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶于适量水中搅拌溶解形成溶液；4）：将上述溶液和混合胶黏液、硅烷偶联剂浸润后的玻璃纤维混入主搅拌罐的粉煤灰浆液，缓慢搅拌均匀，得到矿用充填密闭材料。优选的，所述的步骤4）中，搅拌器以100±20转/分钟转速转动，搅拌时间为6～8min。相应的，本专利技术充填密闭材料的制备装置，包括主搅拌罐，主搅拌罐内设置搅拌器，主搅拌罐顶部为开放结构并设置有安装架，安装架用于安装搅拌器的电机；所述的装置包括搅拌桶和配料缸，所述搅拌桶和配料缸附着在主搅拌罐上部的侧壁并通过管道和阀门与主搅拌罐内腔连通；所述搅拌桶内设置搅拌桨，搅拌桨由电机驱动。本专利技术的有益效果：本专利技术采用脂肪醇聚氧乙烯醚、羟乙基甲基纤维素作为表面活性剂能够使得粉煤灰浆液固相颗粒均匀分散，有助于体系稳定。十二烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠为主，脂肪醇聚氧乙烯醚、羟乙基甲基纤维素协同作用的有机表面活性剂体系可以提供优越的气泡性能，在搅拌制备过程中可产生充足的气泡。多聚磷酸、羟丙基淀粉醚、可再分散乳胶粉构成的有机胶粘体系能够提供稳定快速的胶粘性能，能够实现渗流分散后在室温条件下20min内快速形成稳定的充填体系。水泥、石膏、熟石灰构成的复合固相体系促进粉煤灰的水化反应，使得固相物质快速固化，特定的玻纤增强材料的物理性能，泡沫抗压性能优异。同时显著降低石膏、水泥、熟石灰等用量，主要使用成本低、质量轻的粉煤灰为主材；经济效益好；同时又保障气泡性能和物理性能。现有技术中因为石膏、水泥、熟石灰用量增大以后发泡效果差或者难以气泡，所以也有粉煤灰用量较大的技术方案；但粉煤灰用量直接导致材料的抗压、粘接性能降低，实践使用中需要配合其他复杂的材料增强措施。而充填密闭材料用量极大，工艺复杂、成本高都影响推广和使用。本专利技术通过复合气泡和有机粘合系统的建立，成功地解决了现有技术中这一难题。同时材料阻燃性能优良，工艺简单、成本低廉，无机材料为主，无分解、无毒无害，可以大量使用也不会带来安全隐患。且泡沫流体渗透性能好，凝固快速，时间可通过三种胶粘物料用量适当调整。满足煤矿及其他各种矿区充填密闭使用的需求。附图说明图1为本专利技术的制备装置的结构示意图。具体实施方式如图1所示的矿用充填密闭材料制备专用装置，包括主搅拌罐10，主搅拌罐10内设置搅拌器11，主搅拌罐10底部设置出料口14和阀门，主搅拌罐10顶部为敞开结构，顶部安装沿口上设有安装架，安装架用于安装搅拌器11的电机12。所述的装置包括搅拌桶20和配料缸30，所述搅拌桶20和配料缸30附着在主搅拌罐10上部的侧壁上并通过管道和阀门与主搅拌罐10内腔连通；所述搅拌桶20内设置搅拌桨21，搅拌桨21由电机22驱动。敞开设置增加搅拌过程中与空气接触和气泡性能。搅拌桶20和配料缸30附着在主搅拌罐10上部的侧壁的方式方便设备集成和使用。下面结合上述专用装置对具体制备过程进行举例说明，以使本领域技术人员更加清楚本专利技术的实施和效果。实施例一按如下重量组成备料：水100份、颗粒的粒径范围为0.5～300μm的粉煤灰45份、石膏3份、42.5R水泥10份、熟石灰12份、脂肪醇聚氧乙烯醚1.2份、羟乙基甲基纤维素6.5份、十二烷基硫酸钠2份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1份、多聚磷酸1.5份、粘度为300～600mPas的羟丙基淀粉醚2份、醋酸乙烯-乙烯共聚物类型的可再分散乳胶粉1.2份、长度小于2mm的玻璃纤维12份和足以浸润玻璃纤维的硅烷偶联剂。制备步骤是：1）：在主搅拌罐中加入水80份和全部的粉煤灰、脂肪醇聚氧乙烯醚、羟乙基甲基纤维素、石膏、水泥、熟石灰，搅拌器均匀形成粉煤灰浆液，搅拌转速1000转/min；2）：在搅拌桶中加水15份和全部多聚磷酸、羟丙基淀粉醚、可再分散乳胶粉搅拌均匀形成混合胶黏液,搅拌转速200转/min；3）：在配料缸中将十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶于5份水中手动搅拌溶解形成溶液；4）：将上述溶液和混合胶黏液、硅烷偶联剂浸润后的玻璃纤维混入主搅拌罐的粉煤灰浆液，搅拌器以100±20转/分钟转速转动，搅拌时间为6min，得到矿用充填密闭材料。实施例二按如下重量组成备料：水100份、颗粒的粒径范围为0.5～300μm的粉煤灰55份、石膏1份、42.5R水泥15份、熟石灰10份、脂肪醇聚氧乙烯醚1.8份、羟乙基甲基纤维素8份、十二烷基硫酸钠2.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1.2份、多聚磷酸2份、粘度为300～600mPas的羟丙基淀粉醚2.2份、醋酸乙烯-乙烯共聚物类型的可再分散乳胶粉1.2份，长度小于2mm的玻璃纤维10份和足以浸润玻璃纤维的硅烷偶联剂。制备步骤是：1）：在主搅拌罐中加入水80份和全部的粉煤灰、脂肪醇聚氧乙烯醚、羟乙基甲基纤维素、石膏、水泥、熟石灰，搅拌器均匀形成粉煤灰浆液，搅拌转速1000转/min；2）：在搅拌桶中加水15份和全部多聚磷酸、羟丙基淀粉醚、可再分散乳胶粉搅拌均匀形成混合胶黏液，搅拌转速300转/min；3）：在配料缸中将十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶于5份水中搅拌溶解形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用充填密闭材料，其特征在于：重量组成为水100份、粉煤灰45～55份、石膏1～3份、水泥10～16份、熟石灰8～12份、脂肪醇聚氧乙烯醚1.2～1.8份、羟乙基甲基纤维素5.5～8.0份、十二烷基硫酸钠2～3份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1～1.5份、多聚磷酸1.5～2.0份、粘度为300～600mPas的羟丙基淀粉醚2～2.5份、醋酸乙烯‑乙烯共聚物类型的可再分散乳胶粉1.0～1.5份，长度小于2mm的玻璃纤维8～15份和足以浸润玻璃纤维的硅烷偶联剂。

【技术特征摘要】
1.一种矿用充填密闭材料，其特征在于：重量组成为水100份、粉煤灰45～55份、石膏1～3份、水泥10～16份、熟石灰8～12份、脂肪醇聚氧乙烯醚1.2～1.8份、羟乙基甲基纤维素5.5～8.0份、十二烷基硫酸钠2～3份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1～1.5份、多聚磷酸1.5～2.0份、粘度为300～600mPas的羟丙基淀粉醚2～2.5份、醋酸乙烯-乙烯共聚物类型的可再分散乳胶粉1.0～1.5份，长度小于2mm的玻璃纤维8～15份和足以浸润玻璃纤维的硅烷偶联剂。2.根据权利要求1所述的矿用充填密闭材料，其特征在于：制备步骤是：1）：在主搅拌罐中加入水、粉煤灰、脂肪醇聚氧乙烯醚、羟乙基甲基纤维素、石膏、水泥、熟石灰，搅拌器均匀形成粉煤灰浆液；2）：在搅拌桶中加少量水和多聚磷酸、羟丙基淀粉醚、可再分散乳胶粉搅拌均匀形成混合胶黏液；3）：在配料缸中将十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶于适量水中搅拌溶解形成溶液；4）：将上述溶液和混合胶黏液、硅烷偶联剂浸润后的玻璃纤维混入主搅拌罐的粉煤灰浆液，缓慢搅拌均匀，得到矿用充填密闭材料。3.根据权利要求2所述的矿用充填密闭材料，其特征在于：所述的步骤4）中，搅拌器以100±20转/分钟转速转动，搅拌时间为6～8min。4.根据权利要求1所述的矿用充填密闭材料，其特征在于：所述重量组成为：水100份、粉煤灰55份、石膏1份、42.5R水泥15份、熟石...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭玉森，仲涛，刘淑金，刘谦，袁广民，杨馥源，刘铮，杨志平，曾斌，徐树生，
申请(专利权)人：龙岩学院，
类型：发明
国别省市：福建,35