煤巖體堵水加固用化學注漿材料及其製備方法
2023-09-19 11:44:20
煤巖體堵水加固用化學注漿材料及其製備方法
【專利摘要】本發明屬於化學合成領域，具體涉及一種新型煤巖體堵水加固用化學注漿材料及其製備方法。本發明通過A組分與B組分通過1:1的體積比混合製得，其中：A組分由液體矽酸鈉、小分子醇、催化劑按配比混合製得，B組分由多苯基多亞甲基多異氰酸酯、降粘劑按配比混合製得。本發明有原料成本低、滲透性好、固化速度快、與煤層粘合力優、固結體強度高的特點，尤其是該種材料遇水不發泡，可以很好地兼顧堵水和加固作用，相關原料綠色，無汙染，不含有揮發性溶劑，不產生任何有毒氣體，完全滿足煤礦堵水加固材料的使用和環保要求。
【專利說明】煤巖體堵水加固用化學注漿材料及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於化學合成領域，具體涉及一種煤巖體堵水加固用化學注漿材料及其制 備方法。
【背景技術】
[0002] 我國是產煤大國，受地質條件影響，隨著煤礦開採規模的迅速擴大、開採深度的不 斷增加，開採時所承受的水壓越來越大，礦井出水問題成了困擾煤礦安全生產的突出問題。
[0003] 常用的煤巖體堵水加固材料有惰性材料（如砂石、鋸末、爐渣等）、水泥漿、水玻璃 漿液和化學注漿材料。砂石、水泥漿、水玻璃漿液這些材料雖然價格低廉但是堵水效果差， 同時沒有加固煤巖體的作用，所以不能徹底堵水。化學注漿材料主要是聚氨酯材料和尿醛 樹脂，聚氨酯材料固化速度快，堵水效果好，可以同時起到加固作用，是很好的煤礦堵水加 固材料，但是聚氨酯材料價格高，堵水成本投入大。尿醛樹脂固化速度快，可以用來堵水，但 是其強度不高，不能很好地起加固作用。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種原料成本低、滲透性好、固化速度快、與煤層粘合力優、 固結體強度高，遇水不發泡、良好的堵水和加固作用、綠色無汙染的煤巖體堵水加固用化學 注漿材料；本發明同時提供其製備方法。
[0005] 本發明所述的煤巖體堵水加固用化學注漿材料，由A組分和B組分組成，其中：
[0006] A組分按照重量份數計：
[0007] 液體矽酸鈉： 70-80份；
[0008] 小分子醇： 20-30份；
[0009] 催化劑： 0-0· 5 份；
[0010] B組分按照重量份數計：
[0011] 多苯基多亞甲基多異氰酸酯：70-80份；
[0012] 降粘劑： 20-30 份。
[0013] 所述液體矽酸鈉模數為2. 0-4. 0,波美度為30-50,優選永清縣聚利得化工有限公 司產品；
[0014] 所述小分子醇為乙二醇、一縮二乙二醇中的一種或兩種；
[0015] 所述催化劑為高活性聚氨酯叔胺類催化劑，高活性聚氨酯叔胺類催化劑為二甲氨 基乙氧基乙醇、二甲基乙醇胺、雙（二甲氨基乙基）醚中的一種或幾種，優選二甲氨基乙氧 基乙醇，優選美國Huntsman公司和江蘇省江都市大江化工實業有限公司的產品，牌號分別 為 Jeffcat ZR-70 和 BDMAEE。
[0016] 所述多苯基多亞甲基多異氰酸酯優選牌號PM200,煙臺萬華聚氨酯股份有限公司 產品。
[0017] 所述降粘劑為鄰苯二甲酸酯，優選牌號DOP，青州市建邦化工有限公司產品。
[0018] 所述的煤巖體堵水加固用化學注漿材料的製備方法，按照如下步驟完成：
[0019] 製備A組分料：
[0020] a按照配比先稱量好液體矽酸鈉、小分子醇、催化劑備用；
[0021] b將稱量好的小分子醇、催化劑入反應釜中攪拌均勻；
[0022] c將稱量好的液體矽酸鈉加入反應釜中攪拌均勻；
[0023] d 灌裝；
[0024] 製備B組份料：
[0025] a按照配比先稱量好多苯基多亞甲基多異氰酸醋、降粘劑備用；
[0026] b將稱量好的原料裝入反應釜中攪拌均勻；
[0027] c氮氣置換封裝。
[0028] 使用時將A、B組分按A:B = 1:1的體積配比用雙液注漿泵混合注漿即可。
[0029] 與現有技術相比，本發明具有的有益效果如下：
[0030] (1)遇水不發生反應，固化速度快，堵水效果好；強度高、抗壓在40MPa以上，加固 效果好。
[0031] (2)原料價廉易得，可以大大降低煤礦堵水加固的成本。
[0032] (3)相關原料綠色環保，無汙染，不含有揮發性溶劑，不產生任何有毒氣體，對人體 無害，完全滿足煤巖體堵水加固的使用和環保要求；
[0033] (4)本發明用雙液注漿泵壓注，泵送性優良，使用方便。
【具體實施方式】
[0034] 以下結合實施例對本發明做進一步描述。
[0035] 實施例1
[0036] 製備A組分料100公斤，分別稱量液體矽酸鈉（模數2. 8,波美度45,永清縣聚利得 化工有限公司）70kg、乙二醇（中國石化齊魯石油化工公司）29. 5kg、催化劑（牌號BDMAEE， 江蘇省江都市大江化工實業有限公司）〇. 5kg。將稱量好的乙二醇、催化劑加入反應釜中攪 拌，在常溫下攪拌混合均勻後加入液體矽酸鈉，攪拌均勻即得A組分合格產品，從反應釜中 放料裝桶後入庫。
[0037] 製備B組分料100公斤，分別稱量多苯基多亞甲基多異氰酸酯（牌號PM200,煙臺 萬華聚氨酯股份有限公司）70kg、降粘劑（牌號DOP，青州市建邦化工有限公司）30kg。將稱 量好的多苯基多亞甲基多異氰酸酯、降粘劑裝入反應釜中攪拌，在常溫下攪拌混合均勻，即 得B組分合格產品，從反應釜中放料裝桶氮氣置換封裝後入庫。
[0038] 取A、B組分按照A:B = 1:1體積比攪拌混合製成固結體，檢測產品指標如下：
[0039] 固結體密度： 1280kg/m3 15°C下固化速度： 35秒 抗壓強度： 40.5 M Pa 粘結強度： 3 MPa
[0040] 實施例2
[0041 ]製備A組分料100公斤，分別稱量液體矽酸鈉（模數2. 8,波美度45,永清縣聚利得 化工有限公司）79. 8kg、乙二醇（中國石化齊魯石油化工公司）20kg、催化劑（牌號Jeffcat ZR-70,美國Huntsman公司）0. 2kg。將稱量好的乙二醇、催化劑加入反應釜中攪拌，在常溫 下攪拌混合均勻後加入液體矽酸鈉，攪拌均勻即得A組分合格產品，從反應釜中放料裝桶 後入庫。
[0042] 製備B組分料100公斤，分別稱量多苯基多亞甲基多異氰酸酯（牌號PM200,煙臺 萬華聚氨酯股份有限公司）80kg、降粘劑（牌號DOP，青州市建邦化工有限公司）20kg。將稱 量好的多苯基多亞甲基多異氰酸酯、降粘劑裝入反應釜中攪拌，在常溫下攪拌混合均勻，即 得B組分合格產品，從反應釜中放料裝桶氮氣置換封裝後入庫。
[0043] 取A、B組分按照A:B = 1:1體積比攪拌混合製成固結快，檢測產品指標如下： 固結體密度： 1280kg/m3 25 °C下固化速度： 40秒
[0044] 。 抗壓強度： 45 MPa 粘結強度： 3 MPa
【權利要求】
1. 一種煤巖體堵水加固用化學注漿材料，其特徵在於由A組分和B組分組成，其中： A組分按照重量份數計： 液體矽酸鈉： 70-80份； 小分子醇： 20-30份； 催化劑： 〇_〇. 5份； B組分按照重量份數計： 多苯基多亞甲基多異氰酸酯： 70-80份； 降粘劑： 20-30份。
2. 根據權利要求1所述的煤巖體堵水加固用化學注漿材料，其特徵在於液體矽酸鈉模 數為2. 0-4. 0,波美度為30-50。
3. 根據權利要求1所述的煤巖體堵水加固用化學注漿材料，其特徵在於小分子醇為乙 二醇或一縮二乙二醇中的一種或兩種。
4. 根據權利要求1所述的煤巖體堵水加固用化學注漿材料，其特徵在於催化劑為高活 性聚氨酯叔胺類催化劑。
5. 根據權利要求4所述的煤巖體堵水加固用化學注漿材料，其特徵在於高活性聚氨酯 叔胺類催化劑為二甲氨基乙氧基乙醇、二甲基乙醇胺或雙（二甲氨基乙基）醚中的一種或 幾種。
6. 根據權利要求5所述的煤巖體堵水加固用化學注漿材料，其特徵在於高活性聚氨酯 叔胺類催化劑為二甲氨基乙氧基乙醇。
7. 根據權利要求1所述的煤巖體堵水加固用化學注漿材料，其特徵在於降粘劑為鄰苯 二甲酸酯。
8. -種權利要求1所述的煤巖體堵水加固用化學注漿材料的製備方法，其特徵在於包 括以下步驟： 製備A組分料： a按照配比先稱量好液體矽酸鈉、小分子醇、催化劑備用； b將稱量好的小分子醇、催化劑加入反應釜中攪拌均勻； c將稱量好的液體矽酸鈉加入反應釜中攪拌均勻； d灌裝； 製備B組份料： a按照配比先稱量好多苯基多亞甲基多異氰酸酯、降粘劑備用； b將稱量好的原料裝入反應釜中攪拌均勻； c氮氣置換封裝。
9. 根據權利要求8所述的煤巖體堵水加固用化學注漿材料的製備方法，其特徵在於使 用時將A、B組分按A:B = 1:1的體積配比用雙液注漿泵混合注漿即可。
【文檔編號】C08G18/32GK104498004SQ201410706415
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月27日 優先權日:2014年11月27日
【發明者】唐國濤, 張麗, 郝德開, 邊憲磊, 王超 申請人:山東一諾威新材料有限公司