[发明专利]一种非水泥基防治水注浆无机胶结材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及矿井防治水技术领域，具体公开一种非水泥基防治水注浆无机胶结材料及其制备方法和应用。所述无机胶结材料包括主成分和外加剂，主成分包括：超细矿渣粉72‑80％、石膏4‑8％和生石灰15‑20％；外加剂包括相当于所述主成分质量0.1‑0.2％的萘系减水剂、0.05‑0.15％的硅酸钠、0.1‑0.3％的偏硅酸钠和0‑0.2％的三聚氰胺。上述无机胶结材料可与矸石粉、黄土粉制成注浆材料。本发明提供的注浆材料可在水中完成水化反应，达到浆体非静止状态下封堵导水通道的目的，大大降低了防治水注浆成本，提高了封堵效率，同时，本发明的主要原料为工业固体废弃物，可完全替代水泥，具有较高的实用价值和推广价值。

技术领域

本发明涉及矿井防治水技术领域，尤其涉及一种非水泥基防治水注浆无机胶结材料及其制备方法和应用。

背景技术

防治水注浆加固技术是在采掘活动开始前在远离采区的地面大面积均匀布置钻孔，把煤层底板岩石里富存水的情况和存在的裂隙探查清楚，同时利用高压注浆把水泥浆压到裂隙内，对裂隙进行封堵截断下部地下水到煤层的通道，防止在采掘过程中发生水害。注浆加固技术是煤矿防治水领域广泛应用的防治水技术之一，该技术在帷幕注浆、底板隔水层加固、含水层注浆改造、导水通道封堵等方面，起到了“防、堵、截”的重要作用。

目前，煤炭防治水注浆加固工程使用的注浆材料多以水泥为主，在一些水文地质条件复杂的矿井需要对含水层进行局部注浆改造，工程中注浆量往往可以达到数万吨甚至数十万吨，原料成本费用加上注浆施工费用使注浆成本达到500元/吨左右，每年防治水注浆方面的投入多大数千万。另外，水泥工业碳排放量仅次于电力行业，资源消耗与生态破坏问题突出，面临着极大的环保压力，环保设备的投入，也造成水泥成本价格不断上涨，且水泥的供应存在季节性供应不足的问题，在冬季供应不足的问题尤为明显。另外，水泥基注浆材料还存在强度增长速度慢、并且在大孔隙地层中注浆易出现漏浆现象等问题。因此，急需开发一种既能满足实际工程需要、又经济适用的新型注浆材料。

发明内容

针对现有技术中水泥基注浆材料成本高、污染大且强度增加速度慢的问题，本发明提供一种非水泥基防治水注浆无机胶结材料及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种非水泥基防治水注浆无机胶结材料，包括主成分和外加剂，所述主成分包括如下质量百分含量的原料组分：超细矿渣粉72-80％、石膏4-8％和生石灰15-20％；所述外加剂包括相当于所述主成分质量0.1-0.2％的萘系减水剂、0.05-0.15％的硅酸钠、0.1-0.3％的偏硅酸钠和0-0.2％的三聚氰胺。