一种钻孔密封材料制造技术

一种钻孔密封材料，属于密封材料。该密封材料由水３０－４０％、普硅水泥３０－４０％、碳酸氢钠１．４－２％、碳酸钠１．５－２％、柠檬酸３．０－３．５％、碳酸钙８．０－８．５％、膨润土８．０－８．５％、石膏８．０－８．５％、聚丙烯酰胺０．１０－０．１８％组成，将上述物质按质量百分比混合后即可使用。该材料中碳酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸在溶液中会迅速反应生成气体，但在聚丙烯酰胺与水泥浆的溶胶中，其分子之间不能及时接触，分子渗透通过溶胶包覆结构发生反应需要一定时间；在这段时间里水泥和石膏也逐渐与水结晶，材料逐渐变稠，直至凝固。优点：材料在初成时溶胶稀、容易注浆；浆体注入钻孔后５－７个小时后，浆体逐渐变稠，体积不断膨胀，强度逐渐增加，可以与煤体紧密粘结在一起，并封堵打钻过程中形成的微裂隙，材料整体致密；本发明专利技术选用材料均为市场常见材料，成本较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种矿山企业中瓦斯测压钻孔、瓦斯抽放钻孔、煤层注水钻孔的密封，特别是一种钻孔密封材料。
技术介绍
现在常用的钻孔密封材料有聚氨酯和矿用高水材料及膨胀水泥。有机类封孔材料一般选用聚氨酯封孔材料，聚氨酯封孔材料膨胀倍数高，使用时反应迅速，不易操作，实际施工中容易溅到操作者的身上，有害人体健康，聚氨酯封孔材料使成本较高；无机类封孔材料一般选用膨胀水泥和高水材料，膨胀水泥和高水材料对人体无害但两者也各有缺陷，高水材料的强度随时间逐渐延长有利于与煤壁结为一体，但注入钻孔后体积不会膨胀，不利于封堵钻孔过程中形成的微裂隙；膨胀水泥体积可以膨胀，在使用过程中因其反应速度太快，操作者还没有来得及向孔中注浆其体积膨胀已经结束，因此也不能对微裂隙实施封堵。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种使用成本低、能对微裂隙实施封堵的钻孔密封材料。本专利技术的目的是这样实现的：水30-40％、普硅水泥30-40％、碳酸氢钠1.4-2％、碳酸钠1.5-2％、柠檬酸3.0-3.5％、碳酸钙8.0-8.5％、膨润土8.0-8.5％、石膏8.0-8.5％、聚丙烯酰胺0.10-0.18％；将上述物质按质量百分比混合后即可使用。有益效果：由于采用了上述方案，该材料中碳酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸在溶液中会迅速反应生成气体，但在聚丙烯酰胺与水泥浆的溶胶中，其分子之间不能及时接触，分子渗透通过溶胶包覆结构发生反应需要一定时间；在这段时间里水泥和石膏也逐渐与水结晶，材料逐渐变稠，直至凝固。材料在初成时溶胶稀、容易注浆。浆体注入钻孔后5-7个小时后，原料之间发生反应，生成气体并释放一定热量，浆体逐渐变稠，体积不断膨胀，强度逐渐增加；24-28个小时后浆体已凝固为柔软固体，使得材料与煤体紧密粘合在一起，在材料的使用过程中，注浆封孔段的两端放置堵浆装置，使得材料不能向钻孔延伸方向膨胀，其膨胀量全部用于封堵打钻过程中形成的微裂隙；材料的所有构成原料均为市售材料，达到工业应用纯度即可，对水泥强度也没有特殊要求，因此本材料成本较低，达到了本专利技术的目的。-->优点：材料在初成时溶胶稀、容易注浆。浆体注入钻孔后5-7个小时后，浆体逐渐变稠，体积不断膨胀，强度逐渐增加，可以与煤体紧密粘结在一起，并封堵打钻过程中形成的微裂隙，材料整体致密，达到了很好的密封效果，本专利技术选用材料均为市场常见材料，没有特殊纯度和强度要求，成本较低。具体实施方式实施例1：水40％、普硅水泥30％、碳酸氢钠1.4％、碳酸钠1.5％、柠檬酸3.0％、碳酸钙8.0％、膨润土8.0％、石膏8.0％、聚丙烯酰胺0.10％；将上述物质按质量百分比混合后即可使用。材料的所有构成原料均为市售材料，达到工业应用纯度即可，对水泥强度也没有特殊要求。使用本专利技术的材料与聚氨酯和高水材料在针对瓦斯抽放钻孔的密封上进行了对比试验，试验结果如下：将本专利技术材料与现有技术的聚氨酯密封材料和高水密封材料所封之钻孔抽放浓度和流量压差进行对比，各选出本专利技术材料与现有技术的聚氨酯密封材料和高水密封材料所封钻孔抽放参数中有代表性的高、中、低三组数值，见表1和表2：表1三种材料抽放浓度对比密封材料名称高浓度(％)中等浓度(％)低浓度(％)本材料81 66 48矿用高水材料51 37 9聚氨酯33 22 15表2三种材料抽放流量压差对比密封材料名称高流量(mmH2O)中等流量(mmH2O)低流量(mmH2O)本材料81 50 39矿用高水材料15 11 3聚氨酯50 5 3分析表1、2可得：(1)本次实验管路抽放负压较高，有时达到了16KPa以上，在管路负压高时，孔口负压也相应提高，也达到了16KPa以上，达到了项目要求的13KPa，并且在管路负压再行提升时，孔口负压应该还能相应提高。(2)排除断层附近钻孔的特殊情况，所抽放瓦斯的浓度均在55％以上，最高的一个钻孔抽放浓度达到了81％，较之聚氨酯和高水材料所封钻孔的抽放浓度有了显著提高，达到了抽放浓度较高的要求。-->(3)三种封孔措施使用的抽放管路相同，流量测试采用的孔板流量计相同，抽放流量大小和孔板流量计测试出的流量压差正相关。本专利技术材料所封各钻孔平均流量压差为53毫米水柱，大于其他两种材料所封钻孔抽放时的流量压差。说明本专利技术材料所封钻孔的抽放流量较此煤层用其他材料所密封之钻孔抽放流量也有很大提高。实施例2：水38％、普硅水泥30％、碳酸氢钠1.7％、碳酸钠1.7％、柠檬酸3.3％、碳酸钙8.4％、膨润土8.4％、石膏8.4％、聚丙烯酰胺0.10％。将上述物质按质量百分比混合后即可使用。实施例3：水35％、普硅水泥35％、碳酸氢钠1.4％、碳酸钠1.5％、柠檬酸3.0％、碳酸钙8.0％、膨润土8.0％、石膏8.0％、聚丙烯酰胺0.10％。将上述物质按质量百分比混合后即可使用。实施例4：水30％、普硅水泥36.82％、碳酸氢钠2％、碳酸钠2％、柠檬酸3.5％、碳酸钙8.5％、膨润土8.5％、石膏8.5％、聚丙烯酰胺0.18％。将上述物质按质量百分比混合后即可使用。实施例5：水30％、普硅水泥40％、碳酸氢钠1.4％、碳酸钠1.5％、柠檬酸3.0％、碳酸钙8.0％、膨润土8.0％、石膏8.0％、聚丙烯酰胺0.10％。将上述物质按质量百分比混合后即可使用。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻孔密封材料，其特征是：水３０－４０％、普硅水泥３０－４０％、碳酸氢钠１．４－２％、碳酸钠１．５－２％、柠檬酸３．０－３．５％、碳酸钙８．０－８．５％、膨润土８．０－８．５％、石膏８．０－８．５％、聚丙烯酰胺０．１０－０．１８％；　 　将上述物质按质量百分比混合后即可使用。

【技术特征摘要】
1.一种钻孔密封材料，其特征是：水30-40％、普硅水泥30-40％、碳酸氢钠1.4-2％、碳酸钠1.5-2％、柠檬酸3.0-3.5％、碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：林柏泉，郝志勇，张连军，翟成，吴海进，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]