适用于煤矿粉状难渗透煤体巷道的超低粘度注浆材料及其制备方法与流程

allin2025-05-04  25


本发明涉及煤矿注浆材料,尤其涉及一种适用于煤矿粉状难渗透煤体巷道的超低粘度注浆材料及其制备方法。


背景技术:

1、我国煤矿已形成基于地质力学测试、以锚固与注浆为核心的巷道安全高效成套支护技术。通过注浆技术可以将浆液注入到煤矿巷道围岩裂隙、孔眼中,形成一定的固结体以增强巷道稳定性,增强煤矿巷道围岩的承载能力和抗裂能力,提高煤矿巷道围岩空间的强度和稳定性。但是,在煤矿粉状难渗透煤体巷道中,注浆材料存在浆液粘度大、难以注入微小裂隙的问题,注浆加固时吃浆量少、浆液难以渗透、加固效果有限,严重影响了注浆的效果,是煤矿粉状难渗透煤体巷道注浆加固最主要的制约因素。因此,亟需开发适用于煤矿粉状难渗透煤体巷道的超低粘度注浆材料。


技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明实施例提供一种适用于煤矿粉状难渗透煤体巷道的超低粘度注浆材料及其制备方法,可提高注浆材料的渗透性,改善注浆加固效果。

2、本发明一方面实施例提出一种适用于煤矿粉状难渗透煤体巷道的超低粘度注浆材料的制备方法,包括如下步骤:

3、s1,按照质量份数称取a类混合单体100份、b类复合催化剂3份、b类催化促进剂1份、增强剂1-5份、抗氧化剂1-3份、阻燃剂1-2份,加热搅拌,均匀混合,得到注浆材料a料;其中,a类混合单体包括丙烯酸、3-丁烯酸、2-己烯二酸、2-丙基庚基丙烯酸、2-乙酰氨基-3-苯基丙烯酸与2-羟乙基酯丙烯酸,丙烯酸、3-丁烯酸、2-己烯二酸、2-丙基庚基丙烯酸、2-乙酰氨基-3-苯基丙烯酸与2-羟乙基酯丙烯酸的质量比为1:1:2:1:7:2;

4、s2,按照质量份数称取b类混合单体100份、a类复合催化剂1-3份、a类催化促进剂1-2份、增强剂1-5份、抗氧化剂1-2份、阻燃剂1-3份,加热搅拌,均匀混合,得到注浆材料b料,其中b类混合单体包括苯丙氨酸、吡咯赖氨酸与丙氨酸,苯丙氨酸、吡咯赖氨酸与丙氨酸的质量比为2:1:1。

5、在一些实施例中,所述b类复合催化剂包括铂黑与钯粉,铂黑与钯粉的质量比为1:3。

6、在一些实施例中,所述b类催化促进剂包括溴化铜与氧化镁,溴化铜与氧化镁的质量比为2:1。

7、在一些实施例中,所述a类复合催化剂包括环三磷腈碱与2-咪唑烷酮,环三磷腈碱与2-咪唑烷酮的质量比为1:1。

8、在一些实施例中,所述a类催化促进剂包括2-甲基咪唑与苯并咪唑,2-甲基咪唑与苯并咪唑的质量比为7:1。

9、在一些实施例中,所述增强剂包括纳米碳酸钙、纳米二氧化钛与纳米碳酸铯,纳米碳酸钙、纳米二氧化钛与纳米碳酸铯的质量比为1:9:2。

10、在一些实施例中,所述抗氧化剂包括叔丁基对苯二酚与谷胱甘肽,叔丁基对苯二酚与谷胱甘肽的质量比为4:1。

11、在一些实施例中,所述阻燃剂包括磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯与磷酸三(2-氯乙基)酯,磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯与磷酸三(2-氯乙基)酯的质量比为3:1:1。

12、在一些实施例中,所述步骤s1中,加热搅拌时,升温至18-22℃,搅拌55-60分钟,转速为1500转/分钟,所述步骤s2中,加热搅拌时,升温至18-22℃,搅拌70-80分钟。

13、本发明另一方面实施例提出一种上述的制备方法制备出的超低粘度注浆材料,包括注浆材料a料与注浆材料b料,使用时将注浆材料a料与注浆材料b料混合,注浆材料a料中的a类混合单体与注浆材料b料中a类复合催化剂、a类催化促进剂发生原位聚合反应,注浆材料b料中的b类混合单体与注浆材料a料中b类复合催化剂、b类催化促进剂发生原位聚合反应。



技术特征:

1.一种适用于煤矿粉状难渗透煤体巷道的超低粘度注浆材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的适用于煤矿粉状难渗透煤体巷道的超低粘度注浆材料的制备方法,其特征在于,所述b类复合催化剂包括铂黑与钯粉,铂黑与钯粉的质量比为1:3。

3.根据权利要求1所述的适用于煤矿粉状难渗透煤体巷道的超低粘度注浆材料的制备方法,其特征在于,所述b类催化促进剂包括溴化铜与氧化镁,溴化铜与氧化镁的质量比为2:1。

4.根据权利要求1所述的适用于煤矿粉状难渗透煤体巷道的超低粘度注浆材料的制备方法,其特征在于,所述a类复合催化剂包括环三磷腈碱与2-咪唑烷酮,环三磷腈碱与2-咪唑烷酮的质量比为1:1。

5.根据权利要求1所述的适用于煤矿粉状难渗透煤体巷道的超低粘度注浆材料的制备方法,其特征在于,所述a类催化促进剂包括2-甲基咪唑与苯并咪唑,2-甲基咪唑与苯并咪唑的质量比为7:1。

6.根据权利要求1所述的适用于煤矿粉状难渗透煤体巷道的超低粘度注浆材料的制备方法,其特征在于,所述增强剂包括纳米碳酸钙、纳米二氧化钛与纳米碳酸铯,纳米碳酸钙、纳米二氧化钛与纳米碳酸铯的质量比为1:9:2。

7.根据权利要求1所述的适用于煤矿粉状难渗透煤体巷道的超低粘度注浆材料的制备方法,其特征在于,所述抗氧化剂包括叔丁基对苯二酚与谷胱甘肽,叔丁基对苯二酚与谷胱甘肽的质量比为4:1。

8.根据权利要求1所述的适用于煤矿粉状难渗透煤体巷道的超低粘度注浆材料的制备方法,其特征在于,所述阻燃剂包括磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯与磷酸三(2-氯乙基)酯,磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯与磷酸三(2-氯乙基)酯的质量比为3:1:1。

9.根据权利要求1所述的适用于煤矿粉状难渗透煤体巷道的超低粘度注浆材料的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中,加热搅拌时,升温至18-22℃,搅拌55-60分钟,转速为1500转/分钟,所述步骤s2中,加热搅拌时,升温至18-22℃,搅拌70-80分钟。

10.一种权利要求1-9任一项所述的制备方法制备出的超低粘度注浆材料,其特征在于,包括注浆材料a料与注浆材料b料,使用时将注浆材料a料与注浆材料b料按照(0.8-1.2):(0.8-1.2)混合,注浆材料a料中的a类混合单体与注浆材料b料中a类复合催化剂、a类催化促进剂发生原位聚合反应,注浆材料b料中的b类混合单体与注浆材料a料中b类复合催化剂、b类催化促进剂发生原位聚合反应。


技术总结
本发明提出一种适用于煤矿粉状难渗透煤体巷道的超低粘度注浆材料及其制备方法,制备方法包括如下步骤:称取A类混合单体、B类复合催化剂、B类催化促进剂、增强剂、抗氧化剂、阻燃剂,加热搅拌,得到注浆材料A料;称取B类混合单体、A类复合催化剂、A类催化促进剂、增强剂、抗氧化剂、阻燃剂,加热搅拌,均匀混合,得到注浆材料B料。当现场注浆加固时,将注浆材料A料与注浆材料B料混合,使两种注浆材料凝固,增强稳定性。本发明制备出的注浆材料A料与注浆材料B粘度低,流动阻力小,可以渗透进煤矿巷道围岩微小裂隙后原位聚合成大分子,浆液的渗透性得到提高,注浆材料与煤体界面的粘结强度提高,注浆加固效果得到改善。

技术研发人员:康红普,李嘉峰,杨建威,孙晓冬,冯彦军,姜鹏飞,吴拥政,高富强,陈惠元,张群涛
受保护的技术使用者:中煤科工开采研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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