一种煤矿井下快速密闭加固用高韧薄喷材料及其使用方法技术

一种煤矿井下快速密闭加固用高韧薄喷材料及其使用方法，属于煤矿巷道密闭加固技术领域，目的在于提供一种具有较快的硬化速度，一定的强度、较好的韧性、优异的抗老化性能、可减少或避免回弹率的薄喷材料，该薄喷材料由AB两种组分组成。A组分由水性聚合物树脂组成的液体材料，B组分由硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石膏、无机填料、功能性助剂组成的粉体材料。使用时A、B组分按照配比在气动喷涂设备上进行混料，混合均匀后即可在现场进行喷涂。喷涂设备由高压空气驱动的搅拌桶和螺杆泵组成，交替工作，最后由气动喷嘴喷出。本发明专利技术的薄喷材料具有优良的密封性能、高强度及大变形率，能够实现快速固化，施工过程更安全、便捷、高效。高效。高效。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下快速密闭加固用高韧薄喷材料及其使用方法


[0001]本专利技术属于煤矿巷道密闭加固
，具体涉及一种煤矿井下快速密闭加固用高韧薄喷材料及其使用方法。

技术介绍

[0002]煤矿井下喷涂技术是在围岩表面喷涂喷射混凝土、快硬水泥砂浆等水硬性胶合料，及时封闭围岩的暴露面，阻止空气进入、防止围岩潮解风化、松动以及防止瓦斯等有毒气体的溢出。此外结合锚杆、金属网等组成立体网状支护，稳定井下巷道的自承拱结构，起到补强加固作用。但是，在使用过程中喷浆材料存在如下问题：（1）作业过程中粉尘大、回弹率高、喷浆材料质量控制不稳定；（2）常规喷浆厚度一般超过10公分，喷浆材料用量大，材料成本和劳动力成本大，费用较高；（3）金属网与喷浆材料变形性不一致，混凝土支护表面容易开裂；（4）喷浆材料粘接能力低，巷道变形开裂后，表面喷浆材料容易松动，出现大块脱落，存在安全隐患；（5）常规喷涂材料水化硬化速度慢，影响施工进度，支护、密闭作用效果不及时。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有喷涂材料在使用过程中存在的问题，提供一种煤矿井下快速密闭加固用高韧薄喷材料及其使用方法，该材料具有较快的硬化速度，一定的强度、较好的韧性、优异的抗老化性能、可减少或避免回弹率。
[0004]本专利技术采用如下技术方案：一种煤矿井下快速密闭加固用高韧薄喷材料，包括A、B双组分，其中，A组分为液体水性聚合物树脂，B组分为粉体材料，A组分和B组分的质量比为0.8
‑
1.5:1。
[0005]进一步地，所述A组分包括苯丙乳液、醋酸乙烯
‑
乙烯共聚乳液、丁苯乳液中的一种或几种。
[0006]进一步地，所述B组分包括硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石膏、无机填料和功能性助剂，其重量比为100:30:10
‑
15:10
‑
20:8
‑
12。
[0007]进一步地，所述硅酸盐水泥包括P.O.42 .5、P.O.52 .5、P.O.62 .5普通硅酸盐水泥中的任意一种。
[0008]进一步地，所述无机填料包括粉煤灰、硅灰、钙粉中的任意一种或几种。
[0009]进一步地，所述功能助剂包括促凝剂、缓凝剂、增稠剂、减水剂和分散剂，其重量比为3
‑
4:6
‑
6.5:0.3
‑
0.8:0.3
‑
0.5:1.5
‑
2。
[0010]本专利技术中，A组分由水性聚合物树脂组成的液体材料，固含量为50%～55％，粘度为200～2000mPa.s，PH为6～8.5，玻璃化温度5～20℃。
[0011]所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素、减水剂为聚羧酸系减水剂、所述分散剂为六偏
磷酸钠。
[0012]优选地，一种煤矿井下快速密闭加固用高韧薄喷材料由以下质量份数的组分制成：A组分由164份水性聚合物树脂组成的液体材料，B组分由100份硅酸盐水泥、30份硫铝酸盐水泥、10份石膏、12份无机填料、3.2份促凝剂、6.4份缓凝剂、0.4份增稠剂、0.3份减水剂、1.7份分散剂组成。
[0013]优选的，所述水性聚合物树脂为苯丙胶乳，固含量为55
±
1wt/%, 粘度为200～800mPa.s，pH为8，玻璃化温度5℃。
[0014]一种煤矿井下快速密闭加固用高韧薄喷材料的使用方法，包括如下步骤：第一步，制备B组分：将硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石膏、无机填料按比例加入干粉混合机，搅拌1
‑
2min后，按比例加入功能性助剂，充分搅拌5
‑
10min，得到B组分的粉体材料；第二步，向喷涂装置中加入A组分，开始缓慢搅拌；第三步，向喷涂装置中加入B组分，边加边搅拌，加入完毕后，快速搅拌1
‑
3min至整个浆液混合均匀；第四步，喷涂打料：停止搅拌，浆料从喷涂装置喷出，喷涂距离为1
‑
2m，喷涂速率大于等于12L/min，一次喷涂厚度为3
‑
5mm。
[0015]进一步地，所述喷涂装置包括搅拌桶、螺杆泵和喷枪，搅拌桶位于螺杆泵的上方，搅拌桶的顶端设有气动马达Ⅰ，气动马达Ⅰ连接搅拌杆，搅拌桶的底部设有下料口，螺杆泵的一端设有齿轮箱，齿轮箱的一端设有气动马达Ⅱ，气动马达Ⅱ通过齿轮箱中的齿轮与螺杆泵的螺杆连接，齿轮箱的顶端设有气源三联件，气源三联件的一端连接有高压气源，另一端连接有手动换向阀，手动换向阀通过高压气管分别与气动马达Ⅰ和气动马达Ⅱ连接，螺杆泵的顶端设有进料口，进料口与搅拌桶的下料口连接，螺杆泵的另一端设有出料口，出料口通过输料管与喷枪连接，喷枪的侧向通过高压气管连接有高压空气，螺杆泵和齿轮箱的底部设有底座。
[0016]本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供了一种煤矿井下快速密闭加固用高韧薄喷材料及其制备与使用方法。该材料具有快速、密封、防水、防漏、加固等优异性能，可以代替传统的快硬水泥砂浆、快硬混凝土等无机脆性材料，同时，其使用方法更加环保、高效，材料喷涂硬化后，在巷道应力开裂、锚网鼓包变形情况下，仍可有效作用而不开裂，提高密闭加固的耐久性。
[0017]本专利技术的材料的制备方法工艺简单，使用施工操作方便快捷，喷浆设备小型化，集成料液的搅拌、输送与喷射功能，并采用压缩空气驱动，更加安全高效。
[0018]本专利技术与现有技术相比，克服了传统喷射混凝土材料用量大、回弹率高、劳动强度高、劳动环境污染严重等不足，可解决和改善尤其是煤矿巷道围岩稳定性、巷道后期维护、密封防开裂防瓦斯渗漏、减少煤层氧化自燃、减少劳动力、节约综合成本，具有良好的经济效益和巨大的应用前景。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的喷涂装置结构示意图；其中：1
‑
气源三联件；2
‑
手动换向阀；3
‑
气动马达Ⅱ；4
‑
气动马达Ⅰ；5
‑
齿轮箱；6
‑
搅
拌桶；7
‑
下料口；8
‑
螺杆泵；9
‑
出料口；10
‑
输料管；11
‑
喷枪；12
‑
高压气管；13
‑
底座。
具体实施方式
[0020]实施例1，煤矿井下快速密闭加固用高韧薄喷材料制备方法：该高韧薄喷材料由A、B两组分组成；所述A组分，选取苯丙胶乳定量分装；所述B组分，按配比称取100份硅酸盐水泥、30份硫铝酸盐水泥、10份石膏、12份无机填料加入干粉混合机，搅拌1～2min后再加入0.4份增稠剂、3.2份促凝剂、6.4份缓凝剂、0.3份减水剂、1.7份分散剂，充分搅拌5～10min，混合均匀，定量包装即可制得粉体材料。
[0021]实施例2
‑
4，为煤矿井下快速密闭加固用高韧薄喷材料使用方法。
[0022]实施例2，A、B两组分重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下快速密闭加固用高韧薄喷材料，其特征在于：包括A、B双组分，其中，A组分为液体水性聚合物树脂，B组分为粉体材料，A组分和B组分的质量比为0.8
‑
1.5:1。2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下快速密闭加固用高韧薄喷材料，其特征在于：所述A组分包括苯丙乳液、醋酸乙烯
‑
乙烯共聚乳液、丁苯乳液中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下快速密闭加固用高韧薄喷材料，其特征在于：所述B组分包括硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石膏、无机填料和功能性助剂，其重量比为100:30:10
‑
15:10
‑
20:8
‑
12。4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下快速密闭加固用高韧薄喷材料，其特征在于：所述硅酸盐水泥包括P.O.42 .5、P.O.52 .5、P.O.62 .5普通硅酸盐水泥中的任意一种。5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下快速密闭加固用高韧薄喷材料，其特征在于：所述无机填料包括粉煤灰、硅灰、钙粉中的任意一种或几种。6.根据权利要求5所述的一种煤矿井下快速密闭加固用高韧薄喷材料，其特征在于：所述功能助剂包括促凝剂、缓凝剂、增稠剂、减水剂和分散剂，其重量比为3
‑
4:6
‑
6.5:0.3
‑
0.8:0.3
‑
0.5:1.5
‑
2。7.一种如权利要求1

【专利技术属性】
技术研发人员：马晋琴，原小路，丛日东，王朋卫，杨艳梅，赵斌，贾航，陶广美，申进波，王莉，张蕊红，
申请(专利权)人：山西晋煤集团技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：