一种矿井巷道壁面瓦斯封堵涂料制造技术

本发明专利技术涉及一种煤矿安全技术领域，尤其涉及一种矿井巷道壁面瓦斯封堵涂料；提供一种降低矿井巷道内瓦斯浓度、使瓦斯涌出均匀、降低成本的一种瓦斯封堵涂料；一种矿井巷道壁面瓦斯封堵涂料，按液料和粉料的质量百分比为40～55∶100组成，所述的液料为弹性聚合乳液，所述的弹性聚合乳液为阴离子型丙烯酸酯乳液或苯乙烯-丙烯酸酯乳液，所述粉料按照以下重量百分比组成：超细粉煤灰50～80、水泥0～30、石墨3～5、炭黑0～2、氯化石蜡7～12、氢氧化铝3～8；所述超细粉煤灰的粒径为1～10μm，所述的水泥为325#矿渣硅酸盐水泥或更高标号水泥；本发明专利技术主要应用于煤矿方面。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井巷道壁面瓦斯封堵涂料
本专利技术涉及一种煤矿安全
，尤其涉及一种矿井巷道壁面瓦斯封堵涂料。
技术介绍
我国是一个产煤大国，瓦斯是与煤炭共同伴生的优质洁净能源，也是煤矿井下开采掘进工作面的重大安全隐患。为了保证煤矿井下开采掘进过程矿井巷道内瓦斯涌出和操作面安全，目前的煤矿企业已基本装备了瓦斯检测系统和通风系统，由于煤炭矿井巷道壁面瓦斯涌出浓度极不均匀，现有的瓦斯检测装置检测的数据不够准确，为确保安全生产，通风系统几乎全天候满负荷运转。据统计，风机耗电量占全矿井总耗电量的15％至20％，有的煤矿甚至达到30％以上。因此准确掌握煤层瓦斯涌出量的大小及规律，是合理进行矿井通风设计和瓦斯综合治理的重要依据。专利CN101781497A公开了一种煤矿井下瓦斯封堵涂料，喷涂在煤壁可以防止瓦斯渗漏，该涂料的粉料主要为水泥、石英粉、滑石粉、粉煤灰等，其中粉煤灰(漂珠)添加量仅为5～10％。发表在《粉煤灰综合利用》上的“粉煤灰对煤矿井下矿井巷道喷涂材料性能影响研究”中采用“粉煤灰浮选脱碳实验研究”中的脱碳粉煤灰代替40％左右的石英粉填料制备煤矿井下喷涂材料，性能良好。但粉煤灰采用浮选法脱碳，需要加入价格昂贵的乳化剂、捕收剂及起泡剂，浮选产率在30～35％，且浮选获得的脱碳粉煤灰还需烘干才能使用，工序繁多；另外浮选后的脱碳粉煤灰表面残留有捕收剂及起泡剂等表面活性剂，使粉煤灰颗粒在涂料中易团聚而沉降，使涂料分散性变差。因此，有必要对现有技术进行改进。
技术实现思路
为了克服现有技术中所存在的不足，提供一种降低矿井巷道内瓦斯浓度、使瓦斯涌出均匀、降低成本的一种瓦斯封堵涂料。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种矿井巷道壁面瓦斯封堵涂料，按液料和粉料的质量百分比为40～55∶100组成。所述的液料为弹性聚合乳液。所述的弹性聚合乳液为阴离子型丙烯酸酯乳液或苯乙烯-丙烯酸酯乳液。所述粉料按照以下重量百分比组成：超细粉煤灰50～80、水泥0～30、石墨3～5、炭黑0～2、氯化石蜡7～12、氢氧化铝3～8。所述超细粉煤灰和水泥的总重量占粉料的80％；所述石墨和炭黑为导电填料，且总重量占粉料的5％；所述氯化石蜡和氢氧化铝为阻燃剂，且总重量占粉料的15％。所述超细粉煤灰的粒径为1～10μm。所述的水泥为325#矿渣硅酸盐水泥或更高标号水泥。所述涂料使用时按照以下质量百分比组成：水25～40、液料40～55、粉料100。本专利技术与现有技术相比所具有的有益效果为：采用密封剂喷涂煤壁堵塞煤壁表层的裂隙，减缓并稳定煤壁瓦斯涌出，可以提供稳定可信的瓦斯检测条件；该密封剂涂层结构致密，具有良好的气密性，且粘结性、防水性、抗拉伸性、抗静电性、阻燃性等均符合相关标准，且改密封剂使用煤基固废粉煤灰为主要粉体填料，故成本低于市面上同类产品；该密封剂喷涂矿井巷道煤壁以迟滞减缓瓦斯涌出，既减少瓦斯向矿井巷道及大气的排放量，也减少了排风系统的工作负荷，还能使煤矿掘进矿井巷道中瓦斯涌出速率各处趋于平稳化，创造一个大的均匀测量环境。附图说明下面通过附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1为本专利技术中实施例1试件的电镜扫描图；图2为本专利技术中实施例1全水泥的电镜扫描图。具体实施方式下面实施例结合附图对本专利技术作进一步详细的描述。实施例1将粒径为2.18μm的超细粉煤灰60kg、标号为325的矿渣硅酸盐水泥20kg、氯化石蜡10kg、氢氧化铝5kg、石墨3kg、炭黑2kg混匀即为粉料；在施工现场取柔性乳液S400F50kg倒入注浆泵搅拌罐，再加入30kg水，低速搅拌均匀后，再加入上述粉料，继续搅拌均匀即可进行矿井巷道壁面喷涂施1工。检测结果：1)表观性能涂层表干时间10min，实干时间7h，实干后涂层平整无裂缝；2)力学性能无处理拉伸强度3.1MPa，断裂伸长率83％，0.3MPa30min不透水，符合GB/T23445-2009《聚合物水泥防水涂料》中规定的标准；3)煤安测试阻燃性测试：酒精灯有焰燃烧2.1s，无焰燃烧8s，火焰扩展长度105-129mm；酒精喷灯有焰燃烧1.1s，无焰燃烧4.2s，火焰扩展长度162-198mm；抗静电测试：试件上表面电阻1.14×104Ω，下表面电阻5.83×103Ω；阻燃性和抗静电性均符合煤炭行业标准MT-113-1995《煤矿井下用聚合物制品阻燃抗静电性通用实验方法和判定规则》中规定的要求；4)气密性能依据GB/T7755-2003《硫化橡胶或热塑性橡胶透气性的测定》方法，对试件进行了压差法气体透过量测试，氧气透过量为76.445cm3/m2·24h·0.1MPa，渗透系数为3.841×10-10cm3·cm/m2·s·cmHg。同时以全水泥(不掺加超细粉煤灰)的试件作了对比试验，氧气透过量为212.309cm3/m2·24h·0.1MPa，渗透系数为10.67×10-10cm3·cm/m2·s·cmHg。可以看出，本实施例试件的气体渗透性仅为全水泥试件的三分之一。另外，与文献中提到的膜材料的渗透系数对比，本实施例试件与塑料薄膜(3.15×10-10cm3·cm/m2·s·cmHg)、聚乙烯(3.0×10-10cm3·cm/m2·s·cmHg)、PE膜(3.222×10-10cm3·cm/m2·s·cmHg)的气密性相当。进而对本实施例试件和全水泥试件分别作了电镜扫描分析，如图1和图2所示，相比较可以看出，本实施例试件形貌均匀结构致密，仅有少量细小微孔发育，而全水泥试件局部放大后孔隙空洞结构较大，说明超细粉煤灰的加入优化了原料颗粒的粒级级配，提高了粉料颗粒与乳液的相容性，有效防止了裂缝和孔隙的形成，切实提升了材料的气密性。实施例2将粒径为3.76μm的超细粉煤灰70kg、标号为325的矿渣硅酸盐水泥10kg、氯化石蜡12kg、氢氧化铝3kg、石墨5kg混匀即为粉料；在施工现场取柔性乳液S400F50kg倒入注浆泵搅拌罐，再加入32kg水，低速搅拌均匀后，再加入上述粉料，继续搅拌均匀即可进行矿井巷道壁面喷涂施工。检测结果：1)表观性能涂层表干时间12min，实干时间7h，实干后涂层无裂缝；2)力学性能无处理拉伸强度3.5MPa，断裂伸长率80％，0.3MPa30min不透水，符合GB/T23445-2009《聚合物水泥防水涂料》中规定的标准；3)煤安测试阻燃性测试：酒精灯有焰燃烧2.2s，无焰燃烧11.4s，火焰扩展长度80-89mm；酒精喷灯有焰燃烧1.1s，无焰燃烧8.2s，火焰扩展长度95-109mm；抗静电测试：试件下表面电阻1.1×103Ω，上表面电阻3.8×104Ω；阻燃性和抗静电性均符合煤炭行业标准MT-113-1995《煤矿井下用聚合物制品阻燃抗静电性通用实验方法和判定规则》中规定的要求；4)气密性能依据GB/T7755-2003《硫化橡胶或热塑性橡胶透气性的测定》方法，对试件进行了压差法气体透过量测试，氧气透过量为77.862cm3/m2·24h·0.1MPa，渗透系数为3.912×10-10cm3·cm/m2·s·cmHg。实施例3将粒径为2.18μm的超细粉煤灰75kg、标号为325的矿渣硅酸盐水泥5kg、氯化石蜡7kg、氢氧化铝8kg、石墨3kg、炭黑2kg混匀即为粉料；在施工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井巷道壁面瓦斯封堵涂料，其特征在于：按液料和粉料的质量百分比为40～55∶100组成。

【技术特征摘要】
1.一种矿井巷道壁面瓦斯封堵涂料，其特征在于：按液料和粉料的质量比为40～55∶100组成，所述粉料按照以下重量份组成：超细粉煤灰50～80、水泥0～30、石墨3～5、炭黑0～2、氯化石蜡7～12、氢氧化铝3～8，所述的液料为弹性聚合乳液，所述的弹性聚合乳液为阴离子型丙烯酸酯乳液或苯乙烯-丙烯酸酯乳液。2.根据权利要求1所述的一种矿井巷道壁面瓦斯封堵涂料，其特征在于：所述超细粉煤灰和水泥的总重量占粉料的80％；所述石墨和炭黑为导电填料...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛芳斌，杨凤玲，宋慧平，程芳琴，
申请(专利权)人：山西大学，山西瑞恩泽科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14