煤矿封堵纳米材料制造技术

本发明专利技术公开了一种煤矿封堵纳米材料，由铝酸三钙、亚硝酸钠、二氧化硅、丙酸酯共聚液、黏合剂和添加剂组成。本发明专利技术应用范围广，结构牢固，安全性好，可用于煤矿煤岩防风化喷涂、裂隙填充、松动围岩胶结、巷道锚带网防腐、围岩淋水封堵及煤壁防氧化自燃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤矿巷道，尤其是涉及一种煤矿封堵纳米材料。
技术介绍
目前，煤矿巷道主要喷射混凝土，但经几十年的现场观测和研究，喷射混凝土主要存在如下问题(1)喷射混凝土回弹量大、环境差及成本高；(2)喷射混凝土无法封堵围岩内的淋水；(3)喷射混凝土因粗骨料粒度较大，无法充填围岩内的孔隙及裂隙使之成为一个整体；(4)喷射混凝土密实性较差，同时在凝固过程中会产生了大量的毛细空隙，无法阻止巷道内潮解空气、一氧化碳、硫化氢及氯离子等有害气体的侵入，致使喷层起不到对锚带网的有效防腐作用；(5)巷道支护时，因金属网和钢带在里即紧贴围岩，喷射的混凝土层在夕卜，一旦围岩变形或危石移动，金属网和钢带易将喷层功裂，致使喷射的混凝土层起不到支护作用；(6)煤巷喷射混凝土与煤壁粘结力小，喷层重量易变成被金属网和钢带悬挂的荷载，从而增大了金属网和钢带的挠曲变形，致使喷层起不到支护围岩和防风化目的；(7)煤巷喷射混凝土后，因其厚度较大，当工作面回采时对煤质影响较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种应用范围广、结构牢固、安全性好的煤矿封堵纳米材料。本专利技术的技术方案是煤矿封堵纳米材料按重量百分比由以下物质组成铝酸三钙30-40%、亚硝酸钠4-6%、二氧化硅15-20%、丙酸酯共聚液22_28%、黏合剂10_15%、添加剂 1-3%，将各组分高精研磨混合制成。本专利技术的有益效果是本专利技术中铝酸三钙水化迅速、放热大、凝结快，亚硝酸钠的防锈作用很强，二氧化硅具有很高的硬度和很好的稳定性，具有良好的化学惰性和热力稳定性，丙酸酯共聚液具有优异的施工性能，各组分配比合理，成本低，施工方便，性能优异。突出的性能有(1)密实性高、凝固快，能快速封堵巷道围岩内的淋水及出水点；(2) 粘结力强，与Q235钢筋的粘聚力达13. 84MPa,与煤体和砂岩的粘聚力分别达3. 68MPa和 37. 2MPa ； (3)抗压强度达87. 2MPa,是C20混凝土抗压强度的4. 36倍；(4)阻燃试验符合规范GB-5464-85要求的各项指标，属不燃性材料；(5)快速封闭巷道围岩，即防治了围岩风化带来的松动破坏，又避免了锚杆外露端松弛带来的支护强度下降，确保了巷道的有效控制；充填围岩内的孔隙裂隙或松动破坏，能与围岩快速的胶结在一起，使巷道围岩形成一个稳定的承载拱，能充分发挥其自承能力，这是传统喷浆无法实现的；(7)对煤壁或煤体喷涂后，能有效的隔绝空气，防止了煤炭氧化自燃；(8)材料无污染、无粉尘、抗静电、抗阻燃、施工环境好且施工效率是传统喷浆材料的12倍；(9)材料无回弹、用量少、施工简便、劳动强度，其成本是喷浆成本的1/3左右。本专利技术可用于煤矿煤岩防风化喷涂、裂隙填充、松动围岩胶结、巷道锚带网防腐、围岩淋水封堵及煤壁防氧化自燃。具体实施例方式实施例1 本专利技术按重量百分比由以下物质组成铝酸三钙37%、亚硝酸钠(NaNO2) 4. 65%、二氧化硅(SiO2) 18%、丙酸酯共聚液25%、SG-909黏合剂13. 97%、各添加剂1. 38%，将各组分高精研磨混合制成。产品使用说明将制成的煤矿封堵纳米材料与水按1:0. 45的比例在搅拌机中搅拌直至混合均勻，通过喷涂机将喷涂到工作面上。施工要求(1)喷涂前应采用塑料布或废旧编织袋将巷内的设备、管线及风筒覆盖住，以免浆液落入受污染，同时用长把工具将围岩表面的一些危石或煤块处理掉，避免带压浆液冲击后发生掉块等现象。(2)喷涂时喷头离受喷面应保持Im左右，喷头与受喷面呈 45度角，先朝巷道一个方向喷涂一段距离后，再回头朝巷道另一方向喷涂一遍，以确保锚带网背面被喷涂严密。(3)喷涂人员应均速移动喷头，喷厚2-5mm且均勻，避免留有死角或喷涂不严。(4)根据不同的受喷面(巷帮或巷顶)，应适当调整喷头浆液出口压力，其风压应彡 0. 5MPa。本实施例经测试其性能为(1)中性盐雾试验对Q235钢筋喷涂2mm，经箱内170kPa压力、96小时的中性盐雾试验后，取出试样在显微镜下观测，Q235钢筋未出现任何锈蚀迹象。(2)电化学试验测得试样的腐蚀电流为0. 192 μ A/cm2,小于0. 2 μ A/cm2，对巷道锚带网将具有永久防腐作用。(3) 粘结力试验测得Q235钢筋与本纳米材料的粘结力达3. 84MPa。(4)抗压、抗拉、韧性及粘聚力等物理力学指标是传统喷射混凝土的6、倍。(5)根据现场试验，在巷道围岩上喷涂厚度2mm，每班4人可喷涂70m，完全满足巷道快速掘进的施工要求，施工环境好，且施工效率是传统喷射混凝土的13倍。实施例2 本专利技术按重量百分比由以下物质组成铝酸三钙35%、亚硝酸钠6%、二氧化硅20%、丙酸酯共聚液22%、SG-909黏合剂15%、添加剂2%，将各组分高精研磨混合制成。 产品使用说明及施工要求与实施例1相同。实施例3 本专利技术按重量百分比由以下物质组成铝酸三钙40%、亚硝酸钠4%、二氧化硅17%、丙酸酯共聚液28%、SG-909黏合剂10%、添加剂1%，将各组分高精研磨混合制成。 产品使用说明及施工要求与实施例1相同。实施例4 本专利技术按重量百分比由以下物质组成铝酸三钙39%、亚硝酸钠5%、二氧化硅15%、丙酸酯共聚液26%、SG-909黏合剂12%、添加剂3%，将各组分高精研磨混合制成。 产品使用说明及施工要求与实施例1相同。实施例5 本专利技术按重量百分比由以下物质组成铝酸三钙36%、亚硝酸钠5%、二氧化硅18%、丙酸酯共聚液24%、SG-909黏合剂15%、添加剂2%，将各组分高精研磨混合制成。 产品使用说明及施工要求与实施例1相同。实施例6 本专利技术按重量百分比由以下物质组成铝酸三钙30%、亚硝酸钠6%、二氧化硅19%、丙酸酯共聚液27%、SG-909黏合剂15%、添加剂3%，将各组分高精研磨混合制成。 产品使用说明及施工要求与实施例1相同。权利要求1. 一种煤矿封堵纳米材料，其特征在于，按重量百分比由以下物质组成铝酸三钙 30-40%、亚硝酸钠4-6%、二氧化硅15-20%、丙酸酯共聚液22_28%、黏合剂10_15%、添加剂 1-3%，将各组分高精研磨混合制成。全文摘要本专利技术公开了一种煤矿封堵纳米材料，由铝酸三钙、亚硝酸钠、二氧化硅、丙酸酯共聚液、黏合剂和添加剂组成。本专利技术应用范围广，结构牢固，安全性好，可用于煤矿煤岩防风化喷涂、裂隙填充、松动围岩胶结、巷道锚带网防腐、围岩淋水封堵及煤壁防氧化自燃。文档编号C09K8/508GK102492406SQ201110414620公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日专利技术者张海峰, 翟所业 申请人:泰安市国华科技机电设备有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张海峰，翟所业，
申请(专利权)人：泰安市国华科技机电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：