膨胀承压材料的制作方法

本发明涉及煤层注浆封孔领域，具体涉及膨胀承压材料。

背景技术：

1、煤层瓦斯抽采是解决煤矿瓦斯事故的根本措施之一，煤层钻孔的有效密封是高效抽采的关键所在。目前，对于钻孔的常用封堵方式是将抽采管插入钻孔后，通过向抽采管上套设的封孔袋进行充气，封孔袋膨胀后对钻孔进行封堵。但是对于较为碎软的煤层而言，钻孔周围存在微小裂缝，封孔袋对钻孔的封堵效果较差，封孔效果得不到保证，从而影响瓦斯抽采效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种通过径向膨胀主动承压的方式来提高封孔效果的工艺。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种径向膨胀主动承压注浆封孔工艺，包括如下步骤：

3、步骤一：施工瓦斯抽采钻孔并对钻孔进行洗孔；

4、步骤二：将抽采管以及封孔装置送入钻孔内；

5、步骤三：利用泵送装置将膨胀承压材料与水的混合浆体注满封孔装置以及钻孔的封孔段。

6、本方案的技术效果是：钻孔施工完毕后,利用清水或高压气体,将钻孔内的杂质清理干净，有利于保证膨胀承压材料与水的混合浆体浇筑时的质量，通过泵送装置将混合浆体带压注入钻孔周围裂隙中，对钻孔周围煤岩体施加主动支护，待膨胀承压材料有效渗入到煤体裂隙中，膨胀硬化反应后完成封孔，封孔效果较好，有利于提高瓦斯抽采效果。

7、进一步的，步骤三中所述的膨胀承压材料，原料按质量百分比包括以下组分：水泥48～55％、粉煤灰8～10％、硫酸钙8～9％、碳酸钙18～20％、二氧化硅8～9％、甲基纤维素0.2～0.3％、抗裂剂0.8～1.8％、减水剂1～2％、铁粉0.8～1％、铝粉0.8～1％、草酸0.2～0.4％。本方案的技术效果是：通过将该膨胀承压材料与水的混合浆体注入钻孔封孔段的过程中，可注性、流动性和现场可操作性均较好；同时注满钻孔封孔段后，膨胀稳定时间短，膨胀后不收缩变形，保证了材料能够向钻孔周围裂隙渗透，有效封堵微小裂隙；而且膨胀凝固后具有良好的阻燃性和抗静电性。

8、进一步的，膨胀承压材料与水按0.6的水灰比制成混合浆体。本方案的技术效果是：该水灰比下膨胀承压材料与水的混合浆体的可注性、流动性和现场可操作性均较优。

9、进一步的，步骤二中所述的封孔装置包括注浆管和若干封孔袋，封孔袋套设于抽采管上，注浆管贯穿封孔袋且相邻封孔袋通过注浆管连接，相邻封孔袋上的注浆管上设有爆破阀，注浆管上还设有单向阀，单向阀位于封孔袋内。本方案的技术效果是：膨胀承压材料与水的混合浆体注入注浆管后，封孔袋内单向阀打开，混合浆体在封孔袋内部堆积，封孔袋体积和内部浆体压力不断增大，封孔袋与钻孔的侧壁紧密结合，当封孔袋内压力达到一定值时，封孔袋外爆破阀打开，混合浆体不断进入两个封孔袋之间密闭的封孔段，待注浆压力达到注浆压力要求时停止注浆；其中随着混合浆体不断进入封孔段，钻孔受到混合浆体的挤压扩张，此时封孔袋与钻孔的侧壁之间会存在缝隙，通过单向阀的设置，随着钻孔的扩张，混合浆体会经单向阀进入封孔袋内使封孔袋继续膨胀与钻孔的侧壁紧密贴合，更加有利于提高封孔效果。

10、进一步的，抽采管内通有热空气。本方案的技术效果是：热空气经抽气管进入钻孔和煤层内部后，有利于促使吸附态的瓦斯转变为游离态的瓦斯，有利于提高瓦斯的抽采效果。

11、进一步的，步骤三中所述的泵送装置包括搅拌桶以及安装于搅拌桶内的气动搅拌器和气动注浆泵，气动注浆泵与注浆管连通。本方案的技术效果是：通过气动搅拌器对搅拌桶内的混合浆体进行搅拌，有利于提高气动注浆泵的工作效率及使用便捷性。

技术特征：

1.膨胀承压材料，其特征在于：原料按质量百分比包括以下组分：水泥48～55％、粉煤灰8～10％、硫酸钙8～9％、碳酸钙18～20％、二氧化硅8～9％、甲基纤维素0.2～0.3％、抗裂剂0.8～1.8％、减水剂1～2％、铁粉0.8～1％、铝粉0.8～1％、草酸0.2～0.4％；

2.根据权利要求1所述的膨胀承压材料，其特征在于：膨胀承压材料与水按0.6的水灰比制成混合浆体。

3.根据权利要求1所述的膨胀承压材料，其特征在于：所述的泵送装置包括搅拌桶以及安装于搅拌桶内的气动搅拌器和气动注浆泵，气动注浆泵与注浆管连通。

技术总结本发明涉及煤层注浆封孔领域，具体涉及膨胀承压材料，原料按质量百分比包括以下组分：水泥48～55％、粉煤灰8～10％、硫酸钙8～9％、碳酸钙18～20％、二氧化硅8～9％、甲基纤维素0.2～0.3％、抗裂剂0.8～1.8％、减水剂1～2％、铁粉0.8～1％、铝粉0.8～1％、草酸0.2～0.4％。采用本技术方案时，有利于提高封孔效果。技术研发人员：黄旭超,孙东玲,陈亮,王志辉,王正帅,张劲松,刘延保,王广宏,汪长明,徐彬,黄森林,许红磊,程传建,罗靖,李守瑞,赵坤,陶冬,欧聪,李向往,赵华军,张君平,王建军受保护的技术使用者：中煤科工集团重庆研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4