專利名稱：煤礦封堵納米材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤礦巷道，尤其是涉及一種煤礦封堵納米材料。
背景技術(shù)：
目前，煤礦巷道主要噴射混凝土，但經(jīng)幾十年的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和研究，噴射混凝土主要存在如下問題(1)噴射混凝土回彈量大、環(huán)境差及成本高；(2)噴射混凝土無法封堵圍巖內(nèi)的淋水；(3)噴射混凝土因粗骨料粒度較大，無法充填圍巖內(nèi)的孔隙及裂隙使之成為一個(gè)整體；(4)噴射混凝土密實(shí)性較差，同時(shí)在凝固過程中會(huì)產(chǎn)生了大量的毛細(xì)空隙，無法阻止巷道內(nèi)潮解空氣、一氧化碳、硫化氫及氯離子等有害氣體的侵入，致使噴層起不到對(duì)錨帶網(wǎng)的有效防腐作用；(5)巷道支護(hù)時(shí)，因金屬網(wǎng)和鋼帶在里即緊貼圍巖，噴射的混凝土層在夕卜，一旦圍巖變形或危石移動(dòng)，金屬網(wǎng)和鋼帶易將噴層功裂，致使噴射的混凝土層起不到支護(hù)作用；(6)煤巷噴射混凝土與煤壁粘結(jié)力小，噴層重量易變成被金屬網(wǎng)和鋼帶懸掛的荷載，從而增大了金屬網(wǎng)和鋼帶的撓曲變形，致使噴層起不到支護(hù)圍巖和防風(fēng)化目的；(7)煤巷噴射混凝土后，因其厚度較大，當(dāng)工作面回采時(shí)對(duì)煤質(zhì)影響較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種應(yīng)用范圍廣、結(jié)構(gòu)牢固、安全性好的煤礦封堵納米材料。本發(fā)明的技術(shù)方案是煤礦封堵納米材料按重量百分比由以下物質(zhì)組成鋁酸三鈣30-40%、亞硝酸鈉4-6%、二氧化硅15-20%、丙酸酯共聚液22_28%、黏合劑10_15%、添加劑 1-3%，將各組分高精研磨混合制成。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明中鋁酸三鈣水化迅速、放熱大、凝結(jié)快，亞硝酸鈉的防銹作用很強(qiáng)，二氧化硅具有很高的硬度和很好的穩(wěn)定性，具有良好的化學(xué)惰性和熱力穩(wěn)定性，丙酸酯共聚液具有優(yōu)異的施工性能，各組分配比合理，成本低，施工方便，性能優(yōu)異。突出的性能有(1)密實(shí)性高、凝固快，能快速封堵巷道圍巖內(nèi)的淋水及出水點(diǎn)；(2) 粘結(jié)力強(qiáng)，與Q235鋼筋的粘聚力達(dá)13. 84MPa,與煤體和砂巖的粘聚力分別達(dá)3. 68MPa和 37. 2MPa ； (3)抗壓強(qiáng)度達(dá)87. 2MPa,是C20混凝土抗壓強(qiáng)度的4. 36倍；(4)阻燃試驗(yàn)符合規(guī)范GB-5464-85要求的各項(xiàng)指標(biāo)，屬不燃性材料；(5)快速封閉巷道圍巖，即防治了圍巖風(fēng)化帶來的松動(dòng)破壞，又避免了錨桿外露端松弛帶來的支護(hù)強(qiáng)度下降，確保了巷道的有效控制；充填圍巖內(nèi)的孔隙裂隙或松動(dòng)破壞，能與圍巖快速的膠結(jié)在一起，使巷道圍巖形成一個(gè)穩(wěn)定的承載拱，能充分發(fā)揮其自承能力，這是傳統(tǒng)噴漿無法實(shí)現(xiàn)的；(7)對(duì)煤壁或煤體噴涂后，能有效的隔絕空氣，防止了煤炭氧化自燃；(8)材料無污染、無粉塵、抗靜電、抗阻燃、施工環(huán)境好且施工效率是傳統(tǒng)噴漿材料的12倍；(9)材料無回彈、用量少、施工簡(jiǎn)便、勞動(dòng)強(qiáng)度，其成本是噴漿成本的1/3左右。本發(fā)明可用于煤礦煤巖防風(fēng)化噴涂、裂隙填充、松動(dòng)圍巖膠結(jié)、巷道錨帶網(wǎng)防腐、圍巖淋水封堵及煤壁防氧化自燃。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 本發(fā)明按重量百分比由以下物質(zhì)組成鋁酸三鈣37%、亞硝酸鈉(NaNO2) 4. 65%、二氧化硅(SiO2) 18%、丙酸酯共聚液25%、SG-909黏合劑13. 97%、各添加劑1. 38%，將各組分高精研磨混合制成。產(chǎn)品使用說明將制成的煤礦封堵納米材料與水按1:0. 45的比例在攪拌機(jī)中攪拌直至混合均勻，通過噴涂機(jī)將噴涂到工作面上。施工要求(1)噴涂前應(yīng)采用塑料布或廢舊編織袋將巷內(nèi)的設(shè)備、管線及風(fēng)筒覆蓋住，以免漿液落入受污染，同時(shí)用長(zhǎng)把工具將圍巖表面的一些危石或煤塊處理掉，避免帶壓漿液沖擊后發(fā)生掉塊等現(xiàn)象。(2)噴涂時(shí)噴頭離受噴面應(yīng)保持Im左右，噴頭與受噴面呈 45度角，先朝巷道一個(gè)方向噴涂一段距離后，再回頭朝巷道另一方向噴涂一遍，以確保錨帶網(wǎng)背面被噴涂嚴(yán)密。(3)噴涂人員應(yīng)均速移動(dòng)噴頭，噴厚2-5mm且均勻，避免留有死角或噴涂不嚴(yán)。(4)根據(jù)不同的受噴面(巷幫或巷頂)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整噴頭漿液出口壓力，其風(fēng)壓應(yīng)彡 0. 5MPa。本實(shí)施例經(jīng)測(cè)試其性能為
(1)中性鹽霧試驗(yàn)對(duì)Q235鋼筋噴涂2mm，經(jīng)箱內(nèi)170kPa壓力、96小時(shí)的中性鹽霧試驗(yàn)后，取出試樣在顯微鏡下觀測(cè)，Q235鋼筋未出現(xiàn)任何銹蝕跡象。(2)電化學(xué)試驗(yàn)測(cè)得試樣的腐蝕電流為0. 192 μ A/cm2,小于0. 2 μ A/cm2，對(duì)巷道錨帶網(wǎng)將具有永久防腐作用。(3) 粘結(jié)力試驗(yàn)測(cè)得Q235鋼筋與本納米材料的粘結(jié)力達(dá)3. 84MPa。(4)抗壓、抗拉、韌性及粘聚力等物理力學(xué)指標(biāo)是傳統(tǒng)噴射混凝土的6、倍。(5)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，在巷道圍巖上噴涂厚度2mm，每班4人可噴涂70m，完全滿足巷道快速掘進(jìn)的施工要求，施工環(huán)境好，且施工效率是傳統(tǒng)噴射混凝土的13倍。實(shí)施例2 本發(fā)明按重量百分比由以下物質(zhì)組成鋁酸三鈣35%、亞硝酸鈉6%、二氧化硅20%、丙酸酯共聚液22%、SG-909黏合劑15%、添加劑2%，將各組分高精研磨混合制成。 產(chǎn)品使用說明及施工要求與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3 本發(fā)明按重量百分比由以下物質(zhì)組成鋁酸三鈣40%、亞硝酸鈉4%、二氧化硅17%、丙酸酯共聚液28%、SG-909黏合劑10%、添加劑1%，將各組分高精研磨混合制成。 產(chǎn)品使用說明及施工要求與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4 本發(fā)明按重量百分比由以下物質(zhì)組成鋁酸三鈣39%、亞硝酸鈉5%、二氧化硅15%、丙酸酯共聚液26%、SG-909黏合劑12%、添加劑3%，將各組分高精研磨混合制成。 產(chǎn)品使用說明及施工要求與實(shí)施例1相同。實(shí)施例5 本發(fā)明按重量百分比由以下物質(zhì)組成鋁酸三鈣36%、亞硝酸鈉5%、二氧化硅18%、丙酸酯共聚液24%、SG-909黏合劑15%、添加劑2%，將各組分高精研磨混合制成。 產(chǎn)品使用說明及施工要求與實(shí)施例1相同。實(shí)施例6 本發(fā)明按重量百分比由以下物質(zhì)組成鋁酸三鈣30%、亞硝酸鈉6%、二氧化硅19%、丙酸酯共聚液27%、SG-909黏合劑15%、添加劑3%，將各組分高精研磨混合制成。 產(chǎn)品使用說明及施工要求與實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求
1. 一種煤礦封堵納米材料，其特征在于，按重量百分比由以下物質(zhì)組成鋁酸三鈣 30-40%、亞硝酸鈉4-6%、二氧化硅15-20%、丙酸酯共聚液22_28%、黏合劑10_15%、添加劑 1-3%，將各組分高精研磨混合制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤礦封堵納米材料，由鋁酸三鈣、亞硝酸鈉、二氧化硅、丙酸酯共聚液、黏合劑和添加劑組成。本發(fā)明應(yīng)用范圍廣，結(jié)構(gòu)牢固，安全性好，可用于煤礦煤巖防風(fēng)化噴涂、裂隙填充、松動(dòng)圍巖膠結(jié)、巷道錨帶網(wǎng)防腐、圍巖淋水封堵及煤壁防氧化自燃。
文檔編號(hào)C09K8/508GK102492406SQ201110414620
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者張海峰, 翟所業(yè) 申請(qǐng)人:泰安市國(guó)華科技機(jī)電設(shè)備有限公司