本发明专利技术公开了一种封孔注浆材料及其制备方法与应用。该材料由硫铝酸盐水泥60～65重量份、α-CaSO4·0.5H2O45～50重量份、生石灰20～25重量份、十二水合硫酸铝钾3～5重量份、碳酸氢钠3～5重量份、柠檬酸0.3～0.5重量份、十二烷基硫酸钠0.2～0.4重量份、铝粉0.1～0.15重量份组成。本发明专利技术适用于瓦斯抽采钻孔带压注浆封孔工艺，其可在1.2:1的高水灰比下保持良好的稳定性，具有速凝、早强、可注性好、凝固体强度大等优点，且能够通过双阶段膨胀作用实现对钻孔周围裂隙的理想密封，彻底阻断空气漏入途径。本发明专利技术所用原料均为市售常规材料，无毒无害且价格便宜，现场应用试验证明，与同类产品相比本发明专利技术产品明显具有更好的应用效果。
【技术实现步骤摘要】
封孔注浆材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及封孔用注浆材料，尤其是涉及一种封孔注浆材料及其制备方法与应用。
技术介绍
本煤层瓦斯抽采是治理瓦斯灾害的重要手段，其中抽采钻孔密封质量显著影响抽采效率。封孔材料是封孔工艺的核心要素，其对钻孔密封质量具有决定性作用，因此提高封孔材料性能是改进封孔工艺的重要途径。带压注浆封孔工艺是近年来发展起来的封孔方法，典型如有机发泡材料-水泥封孔、囊袋式封孔、充气(注水)胶囊-水泥封孔以及压注法聚氨酯封孔。该类工艺的特点是通过对封孔段两端的有效封堵，形成一段密闭环形注浆空间，而后向其中加压注入封孔介质，由于两端受限，封孔浆液只能径向渗入钻孔周围裂隙，从而形成对空气漏入通道的良好封堵，隔绝外部空气进入抽采钻孔，有效提高瓦斯抽采浓度。但是目前带压注浆工艺多使用普通水泥浆液，在注浆完成后不可避免地会有一部分浆液通过钻孔周边裂隙泄漏损失，且在凝固时会产生析水收缩，对于大倾角钻孔不会产生致命影响，但对于缓倾斜或近水平钻孔，将会在注浆段上部形成月牙形裂隙，形成漏气通道，导致封孔失败。若带压注浆使用有机材料如聚氨酯等，则存在混合浆液粘度大注浆困难，反应时间快施工要求高，抗压强度小无法抵抗采动地压影响，材料价格高且有毒性等诸多缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种封孔注浆材料及其制备方法与应用。`本专利技术提供的封孔注浆材料，包括如下组分:硫铝酸盐水泥、a -CaSO4.0.5Η20 (或高强石膏)、生石灰、十二水合硫酸铝钾、碳酸氢钠、柠檬酸、十二烷基硫酸钠和铝粉。上述封孔注浆材料也可只由如上组分组成。所述封孔注浆材料中，各组分的重量份如下:硫铝酸盐水泥60~65重量份、a -CaSO4.0.5Η20 (或高强石膏)45~50重量份、生石灰20~25重量份、十二水合硫酸招钾3~5重量份、碳酸氢钠3~5重量份、柠檬酸0.3~0.5重量份、十二烷基硫酸钠0.2~0.4重量份、铝粉0.1~0.15重量份。具体的，所述封孔注浆材料中，各组分的重量份如下:硫招酸盐水泥60-63重量份、a -CaSO4.0.5Η20 (或闻强石骨)45-48重量份、生石灰20-22重量份、十二水合硫酸铝钾3-4重量份、碳酸氢钠3-4重量份、柠檬酸0.3-0.4重量份、十二烷基硫酸钠0.2-0.3重量份、招粉0.1-0.12重量份；硫招酸盐水泥63_65重量份、a -CaSO4.0.5Η20 (或闻强石骨)48-50重量份、生石灰22-25重量份、十二水合硫酸招钾4-5重量份、碳酸氢钠4-5重量份、柠檬酸0.4-0.5重量份、十二烷基硫酸钠0.3-0.4重量份、铝粉0.12-0.15重量份；更具体的，所述封孔注浆材料中，各组分的重量份如下:硫招酸盐水泥60重量份、a-CaS04.0.5H20 (或闻强石骨)45重量份、生石灰20重量份、十二水合硫酸铝钾3重量份、碳酸氢钠3重量份、柠檬酸0.3重量份、十二烷基硫酸钠0.2重量份、招粉0.1重量份；或者，硫招酸盐水泥63重量份、a-CaS04.0.5H20 (或闻强石骨)48重量份、生石灰22重量份、十二水合硫酸招钾4重量份、碳酸氢钠4重量份、柠檬酸0.4重量份、十二烷基硫酸钠0.3重量份、招粉0.12重量份；或者，硫招酸盐水泥65重量份、a-CaS04.0.5H20 (或闻强石骨)50重量份、生石灰25重量份、十二水合硫酸招钾5重量份、碳酸氢钠5重量份、柠檬酸0.5重量份、十二烷基硫酸钠0.4重量份、招粉0.15重量份。所述硫铝酸盐水泥、a -CaS04*0.5H20 (或高强石膏)、生石灰、十二水合硫酸铝钾、碳酸氢钠、柠檬酸、十二烷基硫酸钠的比表面积均为350m2/kg至400m2/kg ；所述铝粉的平均粒径为50~60 μ m。本专利技术提供的制备所述封孔注浆材料的方法，包括如下步骤:将a -CaS04.0.5Η20(或高强石膏)、十二水合硫酸铝钾、碳酸氢钠、柠檬酸、十二烷基硫酸钠和铝粉按照配比混匀后，再按照配比加入硫铝酸盐水泥和生石灰混匀，得到所述封孔注浆材料。另外，上述本专利技术提供的封孔注浆材料在封孔中的应用，也属于本专利技术的保护范围。其中，所述封孔步骤包括:将所述封孔注浆材料与水混合搅拌均匀；所述封孔注浆材料与水的重量比为1:0.8-1.2，具体为1:1.2。本专利技术针对目前瓦斯抽采钻孔无机封孔注浆材料存在析水、凝固慢、注浆后泄漏及凝固收缩等缺点，提供了一种适用于带压注浆封孔工艺的新型复合注浆材料。该注浆材料可在1.2:1的高水灰比下保持良好的稳定性，具有速凝、早强、可注性好、凝固体强度大等优点，使用时可以在初凝后一段时间内通过有效加气膨胀实现对封孔注浆段浆液渗流损失的补偿及对钻孔周围裂隙的封堵，并可在终凝前一段时间内再次通过钙矾石分子级结晶膨胀力对微细裂隙进行密封压实，彻底阻断空气漏入途径，大幅度提升瓦斯抽采浓度。本专利技术所用原料均为市售常规材料，无毒无害且价格便宜，现场应用试验证明，与同类产品相比本专利产品明显具有更好的应用效果。【附图说明】图1为煤层钻孔瓦斯抽采浓度变化图。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术作进一步阐述，但本专利技术并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。下述实施例所用硫铝酸盐水泥、高强石膏、生石灰、十二水合硫酸铝钾、碳酸氢钠、柠檬酸、十二烷基硫酸钠的比表面积均为350~400m2/kg ;所用铝粉的平均粒径为50~60 μ m。所用硫铝酸盐水泥可购自河北唐山北极熊建材有限公司，产品具体为该公司生产的42.5级快硬硫铝酸盐水泥；·所用高强石膏可购自内蒙古鄂旗凤山石膏粉厂，主要成分为a -CaS04.0.5H20o实施例1各原料的重量份如下:硫铝酸盐水泥60重量份、a -CaSO4.0.5Η20 (或高强石膏)45重量份、生石灰20重量份、十二水合硫酸铝钾3重量份、碳酸氢钠3重量份、柠檬酸0.3重量份、十二烷基硫酸钠0.2重量份、招粉0.1重量份；首先将高强石膏、十二水合硫酸铝钾、碳酸氢钠、柠檬酸、十二烷基硫酸钠、铝粉按要求重量份加入混料机中初步混匀，最后按要求重量份加入硫铝酸盐水泥和生石灰，混匀即得到本专利技术提供的双阶段膨胀复合封孔注浆材料，密封袋装干燥处存放即可。井下封孔施工时，与水混合(水灰重量比1.2:1)搅拌均匀成浆即可使用。实施例2各原料的重量份如下:硫招酸盐水泥63重量份、a-CaSO4.0.5H20 (或闻强石骨)48重量份、生石灰22重量份、十二水合硫酸招钾4重量份、碳酸氢钠4重量份、柠檬酸0.4重量份、十二烷基硫酸钠0.3重量份、招粉0.12重量份；首先将高强石膏、十二水合硫酸铝钾、碳酸氢钠、柠檬酸、十二烷基硫酸钠、铝粉按要求重量份加入混料机中初步混匀，最后按要求重量份加入硫铝酸盐水泥和生石灰，混匀即得到本专利技术提供的双阶段膨胀复合封孔注浆材料，密封袋装干燥处存放即可。井下封孔施工时，与水混合(水灰重量比1.2:1)搅拌均匀成浆即可使用。实施例3各原料的重量份如下:`硫招酸盐水泥65重量份、a-CaSO4.0.5H20 (或闻强石骨)50重量份、生石灰25重量份、十二水合硫酸招钾5重量份、碳酸氢钠5重量份、柠檬酸0.5重量份、十二烷基硫酸钠0.4重量份、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种封孔注浆材料，包括如下组分：硫铝酸盐水泥、α?CaSO4·0.5H2O、生石灰、十二水合硫酸铝钾、碳酸氢钠、柠檬酸、十二烷基硫酸钠和铝粉。
【技术特征摘要】
1.一种封孔注浆材料，包括如下组分:硫铝酸盐水泥、a-CaS04*0.5H20、生石灰、十二水合硫酸铝钾、碳酸氢钠、柠檬酸、十二烷基硫酸钠和铝粉。2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于:所述封孔注浆材料由如下各组分组成:硫铝酸盐水泥、a -CaSO4.0.5Η20、生石灰、十二水合硫酸铝钾、碳酸氢钠、柠檬酸、十二烷基硫酸纳和招粉。3.根据权利要求1或2所述的材料，其特征在于:所述封孔注浆材料中，各组分的重量份如下: 硫铝酸盐水泥60~65重量份、a -CaSO4.0.5Η2045~50重量份、生石灰20~25重量份、十二水合硫酸招钾3~5重量份、碳酸氢钠3~5重量份、柠檬酸0.3~0.5重量份、十二烷基硫酸钠0.2~0.4重量份、招粉0.1~0.15重量份； 所述封孔注浆材料中，各组分的重量份具体如下: 硫铝酸盐水泥60-63重量份、a -CaSO4.0.5Η2045_48重量份、生石灰20-22重量份、十二水合硫酸铝钾3-4重量份、碳酸氢钠3-4重量份、柠檬酸0.3-0.4重量份、十二烷基硫酸钠0.2-0.3重量份、铝粉0.1-0.12重量份； 硫铝酸盐水泥63-65重量份、a -CaSO4.0.5Η2048_50重量份、生石灰22-25重量份、十二水合硫酸招钾4-5重量份、碳酸氢钠4-5重量份、柠檬酸0.4-0.5重量份、十二烷基硫酸钠0.3-0.4重量份、铝粉0.12-0.15重量份。4.根据权利要求3所述的材料，其特征在于:所述封孔注浆材料中，各组分的重量份如下:` 硫铝酸盐水泥60重量份、a -CaSO4.0.5Η2045重量份、生石灰20重量份、十二水...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈学习，常忠乾，
申请(专利权)人：华北科技学院，
类型：发明
国别省市：
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