【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤岩巷道裂隙处理，具体涉及一种注浆液及煤岩巷道裂隙的封堵方法。
技术介绍
1、施工煤巷和顺层钻孔产生的应力集中造成钻孔周围煤体的损伤破坏，导致煤巷周边和钻孔周边产生不同形状的裂隙，这些宏观、微观裂隙形成裂隙网络，随着工作面采掘工作的扰动和抽采时间的进行，裂隙网络进一步发育使得裂隙数量和开度增大，在抽采负压作用下，巷道空气沿微裂隙进入抽采钻孔，导致瓦斯抽采浓度急剧下降，同时存在煤岩层塌陷及采掘后瓦斯泄露问题。
2、瓦斯虽然无毒，但是矿内空气中的瓦斯浓度如果超过40％能使人因缺氧而窒息死亡。瓦斯具有燃烧与爆炸性，瓦斯与空气混合达到一定浓度后，遇火能燃烧或爆炸，对矿井威胁很大。井下一旦发生瓦斯爆炸，产生高温、高压和大量有害气体，形成破坏力很强的冲击波，不仅造成严重的人员伤亡，而且会严重摧毁矿井巷道和井下设备，还可能引起煤尘爆炸和井下火灾。还有一些矿井，存在“煤与瓦斯突出”现象，危害就更大。
3、而常规封堵材料，如水泥浆液，粘度高、颗粒较大，在微小裂隙中的流动性和通过性非常有限，造成封堵效果不佳。而提高注浆压力，容易诱发新裂缝的产生，同时封孔段两端的聚氨酯或囊袋承压能力较低，造成封孔失效。为解决煤岩巷道表层漏气裂隙问题，专利号为cn114806230a的专利公开了“一种增韧型喷涂堵漏风密闭材料及其施工工艺”，该材料是由氧化钙、二氧化硅、氧化铝、氧化铁、膨化剂、阻燃剂、聚合物乳液和水组成，喷涂在煤岩体、金属、木材等表面，高效粘结，封闭表面裂隙，阻断漏风，隔绝空气。但该材料对粒径要求较高，且主要解决的是
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种注浆液及煤岩巷道裂隙的封堵方法，以解决现有技术中对粒径要求较高，且主要解决的是岩层表面漏风问题，主要漏风裂隙存在于煤岩完全破碎区，单纯的表面喷涂堵漏风密闭材料不能很好的解决巷道漏风、瓦斯泄露的问题。
2、本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种注浆液，包括组分如下：
4、提取液，选取豆科农作物种子烘干并粉碎，按每500ml水20-30g豆粉与水混合搅拌10-15min后过滤，得到过滤液，再将过滤液经过3000r/min离心10-15min后沉淀，取上清液；
5、尿素-钙源混合液-纳米sio2混合液，以水为溶剂，按照碳酰胺肥料用量60-80kg/m3、钙盐用量40-60kg/m3、纳米sio2用量0.048-0.12kg/m3配制混合液；
6、碱性溶液，以水为溶剂，制备naoh溶液，稀释至ph为7.3-7.4。
7、进一步限定，所述豆类农作物种子为大豆、蚕豆、豌豆、扁豆、刀豆的一种或几种。
8、进一步限定，所述碳酰胺肥料可用聚氨酸碳酰胺肥料、多肽碳尿素肥料替代；钙盐可为氯化钙、醋酸钙、硝酸钙的一种或多种；纳米sio2为ph＝6-7的纳米sio2溶胶。
9、进一步限定，提取液中蛋白酶浓度应为4000-8000u/l。
10、一种煤岩巷道裂隙的封堵方法，包括如下步骤：
11、步骤一：煤岩巷道表面一次处理，在煤岩巷道表面喷涂提取液、碳酰胺肥料-钙盐-纳米sio2预反应0.5-1h混合液；静置24h后，重复操作4-5次；
12、步骤二：注液孔布置，结合深浅孔注浆工艺及三步法注浆工艺，先进行巷道表面喷涂封堵材料操作，而后深浅孔注浆封堵目标裂隙，深孔的孔深2-2.5m，浅孔的孔深1.5-2.0m，深孔与浅孔的孔距0.2-0.3m，水平排距0.4-0.6m，上下排距1-2m，上排钻孔距顶板0.5-0.6m，下排钻孔距底板0.5-0.6m；
13、步骤三：巷道围岩循环注浆，利用注液管按设计注浆压力注入提取液8-10分钟，静置0.5h后以不超过2mpa注浆压力注入碳酰胺肥料-钙盐-纳米sio2混合液30-40min，静置1.5h-2h，循环注入多次后注入碱性溶液；
14、步骤四：煤岩巷道表面二次处理，在煤岩巷道表面喷涂提取液、碳酰胺肥料-钙盐-纳米sio2混合液，而后喷涂水胶比为0.22、减水剂掺量为0.25％的水泥浆液，待表面硬化后，重复操作2-3次。
15、进一步限定，深浅孔孔组交替布置，深孔组和浅孔组实现各组间孔隙的充分注浆，各组间双排深浅孔交替布置，实现每组内部的不同深浅孔隙的充分注浆，其排距按计算公式为：
16、
17、式中，
18、r为不同注浆压力下浆液扩散半径(单位：m)；
19、m为煤岩体渗透系数；
20、t为浆液扩散时间(单位：min)；
21、p为注浆压力(单位：105pa)；
22、r为注浆管半径(单位：m)；
23、μ为注浆浆液黏度(单位：pa·s)；
24、n为受注煤岩体孔(裂)隙率。
25、进一步限定，注浆压力小于2mpa，注浆压力计算公式为：
26、
27、式中，
28、f1为注浆管路摩擦力系数；
29、f2为浆液混合管路摩擦力系数；
30、l1为浆液管路总长度(单位：m)；
31、l2为浆液混合管路总长度(单位：m)；
32、l3为输浆混合管路总长度(单位：m)；
33、f3为输浆管路摩擦力系数；
34、r为管道半径(单位：m)；
35、v为浆液流动速度(单位：m3/s)。
36、进一步限定，步骤四中提取液、碳酰胺肥料-钙盐-纳米sio2混合液于喷涂前通过混合进行预反应。
37、进一步限定，喷涂、混合操作过程中温度保持在25℃-30℃。
38、本专利技术的有益效果在于：
39、该一种注浆液及煤岩巷道裂隙的封堵方法，通过向孔内循环注入豆科种子提取液、碳酰胺肥料-钙盐-纳米sio2混合液、碱液。以上溶液均为水性溶液，具有极低的动力粘度和优秀的穿透性能，可有效进入钻孔周围煤岩体内的微裂隙，避免注浆盲区。
40、在豆科种子提取液中脲酶的高效催化作用下，碳酰胺肥料快速水解生成碳酸根离子，进而与钙离子结合生成碳酸钙沉淀，实现对钻孔周围煤岩微裂隙的有效封堵，以纳米sio2作为补充成核位点，促进产生更多碳酸钙沉淀，宏观裂缝被封闭。多余的纳米sio2填充在碳酸钙颗粒间，在碱性条件发生火山灰反应，生成水化硅酸钙凝胶，微观孔隙裂隙被填充。
41、其，具体反应过程如下：
42、co(n2h2)+h2o→nh2cooh
43、nh2cooh+h2o→nh3+h2co3
44、
45、
46、
47、反应过程中，尿素水解产生铵根离子，碳酸根与钙离子反应过程中一直呈现碱性环境，并且人为注入了氢氧化钠溶液本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种注浆液，其特征在于：包括组分如下：
2.根据权利要求1所述的注浆液，其特征在于：所述豆类农作物种子为大豆、蚕豆、豌豆、扁豆、刀豆的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的注浆液，其特征在于：所述碳酰胺肥料可用聚氨酸碳酰胺肥料、多肽碳尿素肥料替代；钙盐可为氯化钙、醋酸钙、硝酸钙的一种或多种；纳米SiO2为pH＝6-7的纳米SiO2溶胶。
4.根据权利要求1所述的注浆液，其特征在于：提取液中蛋白酶浓度应为4000-8000U/L。
5.一种利用如权利要求1至4任一项所述注浆液对煤岩巷道裂隙的封堵方法，其特征在于：包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的煤岩巷道裂隙的封堵方法，其特征在于：深浅孔孔组交替布置，深孔组和浅孔组实现各组间孔隙的充分注浆，各组间双排深浅孔交替布置，实现每组内部的不同深浅孔隙的充分注浆，其排距按计算公式为：
7.根据权利要求5所述的煤岩巷道裂隙的封堵方法，其特征在于：注浆压力小于2MPa，注浆压力计算公式为：
8.根据权利要求5所述的煤岩巷道裂隙的封堵方法，其特征在于：步骤
9.根据权利要求5所述的煤岩巷道裂隙的封堵方法，其特征在于：喷涂、混合操作过程中温度保持在25℃-30℃。
...【技术特征摘要】
1.一种注浆液，其特征在于：包括组分如下：
2.根据权利要求1所述的注浆液，其特征在于：所述豆类农作物种子为大豆、蚕豆、豌豆、扁豆、刀豆的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的注浆液，其特征在于：所述碳酰胺肥料可用聚氨酸碳酰胺肥料、多肽碳尿素肥料替代；钙盐可为氯化钙、醋酸钙、硝酸钙的一种或多种；纳米sio2为ph＝6-7的纳米sio2溶胶。
4.根据权利要求1所述的注浆液，其特征在于：提取液中蛋白酶浓度应为4000-8000u/l。
5.一种利用如权利要求1至4任一项所述注浆液对煤岩巷道裂隙的封堵方法，其特征在于：包括如下步骤：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋晨鹏，肖杨，钱潇，吴焕然，林军志，袁浩栩，邓英华，周思怡，杨晨静，刘睿琛，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。