[发明专利]一种早强膨胀延迟型封孔材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种封孔材料，具体涉及一种适用于煤矿瓦斯抽采钻孔封孔的早强膨胀延迟型封孔材料。

背景技术

我国的煤炭资源在能源利用中占有极大的比重，在生产的同时，瓦斯问题也不断涌现。为了减少瓦斯涌出、降低瓦斯积聚，为矿井通风提供有利的条件，也为矿井生产提供舒适而又安全的环境，瓦斯抽采变得尤为重要。采用适宜的封孔材料是瓦斯抽采的关键，封孔质量的好坏直接影响瓦斯抽放效率。中国专利CN104817305A公开了一种膨胀剂经微胶囊改性后制备的膨胀延迟型矿用封孔材料，该封孔材料由铝粉微胶囊、水、水泥、聚羧酸减水剂、水性环氧树脂E-51、T31固化剂，按一定的质量百分比制备而成，其中的铝粉微胶囊，按水、明胶、海藻酸钠、铝粉的质量比100:2:2:4-6(wt)制备而成，该封孔材料使水泥早期无效膨胀延迟为水泥达到一定强度后发生膨胀，但该封孔材料的早期强度受到一定的减弱。

鉴于此，针对水泥基矿用封孔材料早期抗压强度低，封孔收缩变形导致漏气等问题，制备出本发明的早强膨胀延迟型封孔材料。本封孔材料在保证封孔材料早期强度达到使用要求的同时，通过延迟膨胀降低了因水泥熟料水化反应早期产生的无效膨胀而导致膨胀性能的损失，使封孔材料更好地与钻孔壁粘结，填充微裂隙，提高封孔质量，从而提高了瓦斯抽采效率，有效的保证了井下人员的人身及财产安全。目前国内关于此种材料还未见报道。

发明内容

技术问题

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型矿用封孔材料。使其在保证注浆材料早期强度满足施工要求的同时，通过微胶囊化方法对膨胀剂进行包裹处理，使得膨胀剂在水泥熟料水化反应初期在囊壁的保护下不参与反应，克服膨胀剂直接参与反应导致大量气体逸出，产生贯通孔洞等不利影响，达到提高膨胀性能的目的。其次，本发明能有效缩短水化反应诱导期的时间，极大地提高瓦斯抽采作业的效率。最后，本发明也解决了现阶段矿用封孔材料无法现场直接配料的难题，且本封孔材料配制简单、操作简单方便，选材价格低廉，无毒、环保无污染。

技术方案

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种早强膨胀延迟型封孔材料，其特征在于：该封孔材料的组成包括无机盐类早强剂、有机物类早强剂、减水剂，微胶囊膨胀剂，余料为水泥熟料。

所述的一种早强膨胀延迟型封孔材料，其特征在于由以下重量份数比的原料组成：

所述的一种早强膨胀延迟型封孔材料，其特征在于：所述无机盐类早强剂为氯化钠、硫酸钠、铝酸钠中的一种或多种。

所述的一种早强膨胀延迟型封孔材料，其特征在于：所述有机物类早强剂为三乙醇胺、三异丙醇胺、丙二醇以及尿素中的一种或多种。

所述的一种早强膨胀延迟型封孔材料，其特征在于：所述减水剂为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)。

所述的一种早强膨胀延迟型封孔材料，其特征在于：所述微胶囊膨胀剂含有水、水溶性聚合物、铝粉。水、水溶性聚合物、铝粉的质量比为100:2～5:1～3。

所述的一种用于早强膨胀延迟型封孔材料的微胶囊，其特征在于：用水溶性聚合物配置2％～5％的水溶液，然后加入定量的铝粉，搅拌约十分钟，使铝粉膨胀剂充分被胶液包裹。

所述的一种用于早强膨胀延迟型封孔材料的微胶囊，其特征在于：所述水溶性聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺或聚乙烯吡咯烷酮中的一种，无毒无污染、价格低廉，分散性好，成膜性好。

所述的一种早强膨胀延迟型封孔材料，其特征在于：微胶囊膨胀组分延迟了其膨胀开始作用时间，有效地降低了因水泥熟料水化反应早期产生的无效膨胀而导致膨胀性能损失的问题。1天抗压强度4.71Mpa，凝结时间小于300min，很好地保证了在改善封孔材料膨胀性能的同时其强度满足矿井瓦斯抽排的使用要求。

所述的一种早强膨胀延迟型封孔材料，其特征在于：满足煤矿瓦斯抽采过程中的使用要求。也可用于其它相关裂隙封堵。

有益效果