一种用于煤矿井下加固堵水材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于煤矿井下加固堵水材料的制备方法，涉及加固堵水材料技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种用于煤矿井下加固堵水材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及加固堵水材料
，具体涉及一种用于煤矿井下加固堵水材料的制备方法
。

技术介绍

[0002]在煤矿工程施工过程中，不可避免地会遇到裂隙含水层
、
灰岩溶洞水
、
断层破碎带
、
松软土层和砂层等恶劣的工程地质条件，引发坍塌
、
冒顶等事故，严重影响工程进度和施工安全
。
因此，加固成为煤矿开采的重要环节
。
同时，这些地层又往往水源丰富
、
含水量大，恶化生产和建设条件，危害职工身体健康，甚至可能会引起突水事故
。
因此
,
井下加固往往伴随着堵水同时进行
,
以保证煤矿开采的顺利进行
。
注浆堵水是我国矿井防治水害和恢复被淹矿井的重要方法，根据注浆材料可分为两大类：水泥类与化学注浆材料
。
在动水条件下
,
水泥类注浆材料由于固化时间长
、
不能注入细小裂缝等缺点，在硬化前就有部分被冲走或溶蚀
,
难以形成密实的结石体
,
无法短时间内实现对突水事故进行有效控制，不适用于煤岩体快速加固
。
[0003]化学注浆材料属于有机高分子材料，包括聚氨酯
、
环氧树脂
、
脲醛树脂等，主要通过压力或化学渗透作用灌入煤岩体裂隙中，能在较短时间内固结并达到较高的强度，使松散破碎围岩胶结成连续体
。
化学注浆材料具有黏度低
、
渗透性好
、
强度增长快
、
黏结强度高
、
变形性好等优异特性，在煤矿
、
隧道
、
水利水电等工程领域广泛应用
。
其中，聚氨酯注浆材料是由多异氰酸酯和多羟基聚醚进行化学合成的高分子材料，具有质量轻和导热系数低
、
耐化学腐蚀
、
耐磨性
、
耐油性和耐水性好等特点，同时能遇水发泡
、
发生膨胀的注浆材料，且膨胀后仍具有较好的黏结力，有利于附着在骨料表面，减小骨料间的过水通道，并最终达到对突水点和过水巷道进行封堵的目的
。
因此，聚氨酯注浆材料在煤矿和地下工程中应用越来越广泛
。
聚氨酯注浆材料在进行快速填充过程中，会释放大量的热量，容易引起火灾
。
目前传统聚氨酯注浆材料在煤矿井下的使用是通过掺入阻燃剂实现阻燃性要求，但是这些阻燃剂都是高含氯离子类化学物质，一旦材料发生高温冒烟或着火，高含氯离子的化学物质燃烧后会生成有害气体，存在潜在的安全风险
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种用于煤矿井下加固堵水材料的制备方法，解决以下技术问题：现有的聚氨酯注浆材料中添加高含氯离子类化学物质作为阻燃剂，在材料发生高温冒烟或着火时会生成有害气体，存在潜在的安全风险
。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于煤矿井下加固堵水材料的制备方法，包括如下步骤：
S1
：氮气氛围中，将聚酯多元醇
、
聚醚多元醇加入反应瓶中，加入异氰酸酯类化合物，升温至
50
‑
70℃
，保温1‑
3h
，得到组分
A
；
S2
：将添加剂
、
磺基水杨酸混合后，添加催化剂
、
二月硅酸二丁基锡
、
硅油
、
去离子水混合，得到组分
B
；
S3
：将组分
A、
组分
B
混合，得到加固堵水材料
。
[0006]作为本专利技术的进一步方案：
S1
中聚酯多元醇
、
聚醚多元醇
、
异氰酸酯类化合物的质量比为
40
‑
80:20
‑
60
：
100
‑
150。
[0007]作为本专利技术的进一步方案：异氰酸酯类化合物为甲苯二异氰酸酯
、
二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种以任意比混合得到
。
[0008]作为本专利技术的进一步方案：
S2
中催化剂为
30
‑
40wt%
三亚乙基二胺的
1,4
‑
丁二醇溶液，所述催化剂
、
二月硅酸二丁基锡
、
硅油
、
去离子水
、
添加剂
、
磺基水杨酸的质量比为4‑9：
0.8
‑
1.5
：2‑8：
0.8
‑3：
20
‑
40
：2‑
8。
[0009]作为本专利技术的进一步方案：
S3
中组分
A、
组分
B
的质量比为2‑4：
1。
[0010]作为本专利技术的进一步方案：添加剂的制备方法包括如下步骤：
A1
：将
1,3,5
‑
三
(
对甲酰基苯基
)
苯（
CAS
：
118688
‑
53
‑2）
、
蒽
‑
1,2,5,6
‑
四酮（
CAS
：
1789
‑
51
‑1）
、
乙酸铵
、
乙酸加入反应釜
A
中，分散均匀，脱气后，升温至
180
‑
190℃
，保温
36
‑
72h
，洗涤
、
过滤
、
干燥，马弗炉煅烧，得到组分一；
A2
：将组分一
、
去离子水
、
氢氧化钠
、
十二烷基硫酸钠加入反应瓶中，分散均匀，加入对氨基溴苄，分散均匀，控制温度
40
‑
60℃
，保温
0.5
‑
1h
，得到组分二；
A3
：将组分二
、
去离子水加入反应釜
B
中，加入苯胺溶液
、
过硫酸铵溶液，控制温度0‑
5℃
，保温9‑
12h
，洗涤
、
干燥，得到添加剂
。
[0011]作为本专利技术的进一步方案：
A1<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于煤矿井下加固堵水材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1
：氮气氛围中，将聚酯多元醇
、
聚醚多元醇加入反应瓶中，加入异氰酸酯类化合物，升温至
50
‑
70℃
，保温1‑
3h
，得到组分
A
；
S2
：将添加剂
、
磺基水杨酸混合后，添加催化剂
、
二月硅酸二丁基锡
、
硅油
、
去离子水混合，得到组分
B
；
S3
：将组分
A、
组分
B
混合，得到加固堵水材料
。2.
根据权利要求1所述的一种用于煤矿井下加固堵水材料的制备方法
,
其特征在于，
S1
中聚酯多元醇
、
聚醚多元醇
、
异氰酸酯类化合物的质量比为
40
‑
80:20
‑
60
：
100
‑
150。3.
根据权利要求2所述的一种用于煤矿井下加固堵水材料的制备方法
,
其特征在于，异氰酸酯类化合物为甲苯二异氰酸酯
、
二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种以任意比混合得到
。4.
根据权利要求1所述的一种用于煤矿井下加固堵水材料的制备方法
,
其特征在于，
S2
中催化剂为
30
‑
40wt%
三亚乙基二胺的
1,4
‑
丁二醇溶液，所述催化剂
、
二月硅酸二丁基锡
、
硅油
、
去离子水
、
添加剂
、
磺基水杨酸的质量比为4‑9：
0.8
‑
1.5
：2‑8：
0.8
‑3：
20
‑
40
：2‑
8。5.
根据权利要求1所述的一种用于煤矿井下加固堵水材料的制备方法
,
其特征在于，
S3
中组分
A、
组分
B
的质量比为2‑4：
1。6.
根据权利要求1所述的一种用于煤矿井下加固堵水材料的制备方法
,
其特征在于，添加剂的制备方法包括如下步骤：
A1
：将
1,3,5
‑
三
(
对甲酰基苯基
)
苯
、
蒽
‑
1,2,5,6
‑
四...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫维永，
申请(专利权)人：安徽佳泰矿业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：