CN103113079A

CN103113079A - 一种矿用水玻璃加固堵水材料

Info

Publication number: CN103113079A
Application number: CN2013100477868A
Authority: CN
Inventors: 柏广峰
Original assignee: Shanxi Yubang New Power Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Shanxi Yubang New Power Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2013-05-22

Abstract

本发明涉及一种矿用水玻璃加固堵水材料，由两种独立的A组份与B组份组成，其中所述A组份的原料按照重量百分数为：水玻璃Ａ：51～99.9%，水玻璃B：0～50%，催化剂C：0.1～2%,增塑剂D：0～50%；其中所述B组份的原料按照重量百分数为：固化剂A：51~100%,固化剂B：0～50%，聚醚多元醇C：0～50%。本发明的矿用加固材料阻燃性高、反应热低、固化时间可调、环境水对反应基本无影响的效果，很大程度上提高了煤矿的生产的安全性。

Description

一种矿用水玻璃加固堵水材料

技术领域

本发明属于矿用加固堵水材料领域，具体涉及一种矿用水玻璃加固堵水材料。

背景技术

在矿山压力作用下及遇到地质断层、陷落柱时，巷道、工作面顶板煤体酥散，造成巷道变形，顶板冒落，煤帮片落，给安全生产带来隐患。

煤矿在生产过程中遇到上述问题通常采用流水泥浆、聚氨酯类、环氧类等材料对巷道工作面顶板进行维护，但是上述材料在实际应用中给安全生产带来诸多的问题。如下所述：

1.煤矿地质裂隙微细，水泥注浆粒径大，扩散半径小，微小裂隙注不进，固化时间不可调；

2.煤矿井下环境潮湿有水，聚氨酯类遇水发泡，强度降低；

3.有机类（聚氨酯、环氧类）的注浆材料反应热高、阻燃性低，容易引起煤矿火灾。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种矿用水玻璃加固堵水材料，目的是以达到矿用加固材料阻燃性高、反应热低、固化时间可调、环境水对反应基本无影响的效果，很大程度上提高了煤矿的生产的安全性。

本发明的技术方案：一种矿用水玻璃加固堵水材料，由两种独立的A组份与B组份组成，A组份和B组份按照体积比为1～2：1的比例混合，其中所述A组份的原料按照重量百分数为：水玻璃Ａ：51～99.9%，水玻璃B：0～50%，催化剂C：0.1～2%, 增塑剂D：0～50% ；其中所述B组份的原料按照重量百分数为：固化剂A：51～100% , 固化剂B：0～50%，聚醚多元醇C：0～50% 。

所述的水玻璃Ａ为模数为1.5～3.5的钠水玻璃、钾水玻璃、钠钾水玻璃中的一种或一种以上。

所述的水玻璃B为模数为1.5～3.5的钠水玻璃、钾水玻璃、钠钾水玻璃中的一种或一种以上。

所述的催化剂C为N、N-二甲基苄胺、三聚催化剂2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚、二甲基环已胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲基乙醇胺、2，2-双吗啉基二乙基醚、二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、钛酸四丁酯中的一种或一种以上。

所述的增塑剂D为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁脂、甘油三醋酸酯、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三（2-乙基已）酯、氯化石蜡中的一种或一种以上。

所述的固化剂A为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。

所述的固化剂B为1，4丁内酯、十二烷基苯磺酸钠、乙二醇、碳酸丙烯酯、甘油三醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯中的一种或一种以上。

所述的聚醚多元醇C为2官能度,分子量为500～3000聚氧化丙烯二醇和聚四氢呋喃二醇中的一种或一种以上。

一种矿用水玻璃加固堵水材料的制备方法，包括以下步骤：

a.制备A组份料：先将51～99.9%的水玻璃A与0～50%的水玻璃B装入反应釜中，然后依次加入0.1～2%的催化剂C和0～50%的增塑剂D，在常温下搅拌均匀，待所有组份反应稳定取样检测合格后，即密封包装；

b.制备B组份料：先将51~100%的固化剂A装入反应釜中，然后加入0～50%的聚醚多元醇C，在30～45℃下搅拌均匀后再加入0～50%的固化剂B，取样检测合格后，即可密封包装；

使用时用高压注浆泵将制备好的A组份与B组份按照1～2：1的体积比混合注入煤岩体中，材料将会渗透到微小裂隙，发生膨胀固化反应，达到加固稳固支撑煤岩体的目的。所述的高压注浆泵为双液压注浆泵。

本发明制得的矿用水玻璃加固堵水材料产品质量指标如下：

（1）固化时间60s～300s；

（2）发泡倍率≧1倍；

（3）抗压强度≧35 MPa；

（4）阻燃性：不燃。

本发明的有益效果：

1. 本发明矿用水玻璃加固堵水材料粘度小、流动性好、渗透性强、固化时间可调、高阻燃、低反应热、环境水对反应基本无影响、固结物强度高，能为煤矿安全生产和高效生产提供保障；

2. 本发明矿用水玻璃加固堵水材料价格低廉、施工方便、安全阻燃、综合性能高，完全满足煤矿企业的需求，符合绿色化和可持续发展要求；

3. 本发明矿用水玻璃加固堵水材料还可以用于建筑地基加固，交通路基加固、隧道加固等行业。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明

实施例1

一种矿用水玻璃加固堵水材料, 按以下重量比原料配制而成:

Ａ组份料：分别称量水玻璃A模数为1.5的钠水玻璃51千克，水玻璃B模数为1.5的钠钾水玻璃34千克，催化剂C五甲基二亚乙基三胺0.15千克、三聚催化剂2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚0.25千克和二月桂酸二丁基锡0.1千克，增塑剂D 52#氯化石蜡14.5千克。将称量好的水玻璃A、水玻璃B装入混合釜中搅拌，然后分别加入称量好的催化剂C和增塑剂D，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。

B组份料：分别称量固化剂A多苯基多亚甲基多异氰酸酯（烟台万华PM-200）51千克，固化剂B甘油三醋酸酯26千克，聚醚多元醇C为2官能度分子量为500的聚氧化丙烯二醇23千克。将称量好的固化剂A、聚醚多元醇C装入混合釜，在30℃搅拌均匀反应后，然后加入称量好的固化剂B，搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。

将A组份与B组份经高压气动注浆泵按照体积比1：1在静态混合器混合合得到固结体，检测产品质量指标：固化时间160s,发泡倍率1.3倍，抗压强度40.9MPa，阻燃性：不燃，符合煤矿使用标准。

实施例2

一种矿用水玻璃加固堵水材料, 按以下重量比原料配制而成:

Ａ组份料：分别称量水玻璃A模数为2.6的钠水玻璃70千克，水玻璃B模数为2的钠钾水玻璃15千克，催化剂C五甲基二亚乙基三胺0.2千克、二甲基乙醇胺0.3千克、二甲基环已胺0.5千克，增塑剂D为52#氯化石蜡10千克和邻苯二甲酸二丁脂4千克。将称量好的水玻璃A、水玻璃B装入混合釜中搅拌，然后分别加入称量好的催化剂C和增塑剂D，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。

B组份料：分别称量固化剂A烟台万华PM-200多苯基多亚甲基多异氰酸酯70千克，固化剂B甘油三醋酸酯15千克，聚醚多元醇C为2官能度分子量为1000的聚氧化丙烯二醇15千克。将称量好的固化剂A、聚醚多元醇C装入混合釜，在35℃搅拌均匀反应后，然后加入称量好的固化剂B，搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。

将A组份与B组份经高压气动注浆泵按照体积比1.2：1在静态混合器混合合得到固结体，检测产品质量指标：固化时间90s,发泡倍率1.4倍，抗压强度42.7MPa，阻燃性：不燃，符合煤矿使用标准。

实施例3

一种矿用水玻璃加固堵水材料, 按以下重量比原料配制而成:

Ａ组份料：分别称量水玻璃A模数为3的钠水玻璃80千克，水玻璃B模数为2.5的钠水玻璃10千克，催化剂C为N、N-二甲基苄胺0.25千克、三聚催化剂2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚0.15千克和二月桂酸二丁基锡0.1千克，增塑剂D为52#氯化石蜡5千克和邻苯二甲酸二丁脂4.5千克。将称量好的水玻璃A、水玻璃B装入混合釜中搅拌，然后分别加入称量好的催化剂C和增塑剂D，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。

B组份料：分别称量固化剂A烟台万华PM-200多苯基多亚甲基多异氰酸酯85千克，固化剂B甘油三醋酸酯3千克，聚醚多元醇C为2官能度分子量为2000的聚氧化丙烯二醇12千克。将称量好的固化剂A、聚醚多元醇C装入混合釜，在40℃搅拌均匀反应后，然后加入称量好的固化剂B，搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。

将A组份与B组份经高压气动注浆泵按照体积比1.4：1在静态混合器混合得到固结体，检测产品质量指标：固化时间150s,发泡倍率1.2倍，抗压强度41.7MPa，阻燃性：不燃，符合煤矿使用标准。

实施例4

一种矿用水玻璃加固堵水材料, 按以下重量比原料配制而成:

Ａ组份料：分别称量水玻璃A模数为3.5的钠水玻璃99.9千克，水玻璃B模数为3.5的钠钾水玻璃0千克，催化剂C为二甲基环已胺0.1千克，增塑剂D为52#氯化石蜡0千克。将称量好的水玻璃A、水玻璃B装入混合釜中搅拌，然后分别加入称量好的催化剂C和增塑剂D，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。

B组份料：分别称量固化剂A烟台万华PM-200多苯基多亚甲基多异氰酸酯100千克，固化剂B乙二醇乙醚醋酸酯0千克，聚醚多元醇C为2官能度分子量为3000的聚四氢呋喃二醇0千克。将称量好的固化剂A、聚醚多元醇C装入混合釜，在45℃搅拌均匀反应后，然后加入称量好的固化剂B，搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。

将A组份与B组份经高压气动注浆泵按照体积比2：1在静态混合器混合合得到固结体，检测产品质量指标：固化时间90s,发泡倍率1.45倍，抗压强度43.6MPa，阻燃性：不燃，符合煤矿使用标准。

Claims

1.一种矿用水玻璃加固堵水材料，其特征是由两种独立的A组份与B组份组成， A组份和B组份按照体积比为1～2：1的比例混合，其中所述A组份的原料按照重量百分数为：水玻璃Ａ：51～99.9%，水玻璃B：0～50%，催化剂C：0.1～2%, 增塑剂D：0～50% ；其中所述B组份的原料按照重量百分数为：固化剂A：51～100% , 固化剂B：0～50%，聚醚多元醇C：0～50% 。

2.根据权利要求1所述的一种矿用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的水玻璃Ａ为模数为1.5～3.5的钠水玻璃、钾水玻璃、钠钾水玻璃中的一种或一种以上。

3.根据权利要求1所述的一种矿用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的水玻璃B为模数为1.5～3.5的钠水玻璃、钾水玻璃、钠钾水玻璃中的一种或一种以上。

4.根据权利要求1所述的一种矿用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的催化剂C为N、N-二甲基苄胺、三聚催化剂2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚、二甲基环已胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲基乙醇胺、2，2-双吗啉基二乙基醚、二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、钛酸四丁酯中的一种或一种以上。

5.根据权利要求1所述的一种矿用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的增塑剂D为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁脂、甘油三醋酸酯、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三（2-乙基已）酯、氯化石蜡中的一种或一种以上。

6.根据权利要求1所述的一种矿用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的固化剂A为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。

7.根据权利要求1所述的一种矿用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的固化剂B为1，4丁内酯、十二烷基苯磺酸钠、乙二醇、碳酸丙烯酯、甘油三醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯中的一种或一种以上。

8.根据权利要求1所述的一种矿用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的聚醚多元醇C为2官能度,分子量为500～3000聚氧化丙烯二醇和聚四氢呋喃二醇中的一种或一种以上。