矿用密封胶、注胶泵

主要用于煤矿钻孔的快速密封。该产品属于双组分聚氨酯类材料,由双组分按一定比例混配后发生化学反应而固化成硬质材料,不受被密封体积和制品厚薄的影响,可以浇注好密封胶后立即封盖,不影响产品固化。该产品发泡率高、强度高,具有优异的防潮、抗腐蚀、耐老化、耐低温和密封性能。该产品与钢铁等金属管、矿石、硬质煤层等材料有较强的粘合力。与其他方法相比,具有用料少、封也速度快(10分钟)、省力等优点,同时,由于该泡沫体具有一定的的韧性和弹性,受压变形而不破裂,在动压区域或长时间抽放时,更具有独特的优越性。不仅适用于煤层预抽和边采边抽瓦斯,同时也可用于抽放临近层瓦斯。

矿用注浆泵

注胶泵注浆泵(矿用密封胶专用)

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注胶泵

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封孔材料

电器绝缘防潮密封胶、封孔胶

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密封胶
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注浆矿用封孔材料的研究进展

阅读次数: 加入时间:2014-03-21

    我国是世界上最大的产煤国,同时也是煤矿灾害事故最严重的国家[1]。在煤层开采过程中,为预防瓦斯灾害事故和煤尘对作业环境的污染,通常采用瓦斯抽放和煤层注水的措施来降低瓦斯和煤尘含量,从而达到预防灾害发生、改善作业环境的目的[2-4]。采用适宜的封孔材料和封孔工艺,是瓦斯抽放和煤层注水的关键环节,封孔质量的好坏直接影响瓦斯抽放效率和煤层注水的效果[5,6]。注浆封孔材料是对钻孔围岩有一定的加固作用,对钻孔有良好的密封效果,并且满足一定施工要求的一类材料。随着封孔技术的发展,注浆封孔材料也有了长足的进步,但是仍存在一定的不足,例如粘土封孔材料封孔长度较短,遇水软化,密实性差;水泥基封孔材料粒度大,难以封闭微裂纹,后期易收缩干裂;高水材料封孔成本较高;聚氨酯封孔成本高,其原料具有毒性。随着国家对煤矿生产安全的重视,对注浆封孔材料的性能也提出了更高的要求。解决注浆封孔材料的环保问题、耐久性问题、成本问题以及针对不同施工条件开发新型封孔材料成为今
后注浆封孔材料研究的方向。
    参考资料:注浆泵封孔材料的性能及其膨胀机理研究
    一、注浆封孔材料的分类
    目前注浆封孔材料按其化学成分可大致分为粘土材料、水泥基材料、高水材料、高分子材料四大类。
    粘土(黄泥)浆封孔是最早使用的封孔法,封孔材料为质地细密、富有可塑性的半干粘土、黄泥或黄泥-水泥混合物等[7]。由于粘土密度较大,充填于钻孔后,除能起到隔离水量较小的含水层与其他地层互相串通外,还可以保持孔壁压力平衡而防止钻孔坍塌,并且粘土颗粒水化后产生粘结力,使其具有一定的抗剪强度[8]。
水泥基材料是目前应用最为广泛的封孔材料,它对钻孔围岩的地质条件适应性强,流动度、凝结时间可调,封孔长度得以保证,而且材料凝固之后遇水不会软化,在一定程度上克服了粘土封孔的不足,并且水泥浆也可掺加工业副产品(如粉煤灰、矿渣等)构成复合水泥基材料,大幅降低封孔的成本[9]。
    高水材料是一种新型特种水泥混合材料,水灰比高达3:1,其甲组分由铝酸盐、硫铝酸盐或铁铝酸盐水泥熟料和悬浮剂组成,乙组分由石膏、生石灰、悬浮剂、速凝剂等组成。甲乙两组分在分别加水搅拌时,24小时内不沉淀、不凝固,两种浆液混合均匀后,经一定的物理化学反应,30分钟内便可快速凝结、固化成固体材料[10]。
    聚氨酯泡沫材料简称聚氨酯,是一种性能优良的高分子合成材料,具有密度小、强度高、隔音、热导率低、防水和施工方便等特点,主要由黑料(多异氰酸酯R-NCO)和白料(聚醚多元醇R-OH和助剂)混合发泡而成。近年来,随着聚氨酯应用面的逐渐拓展,该材料在煤矿封孔、充填和密闭等方面也得到了很好的推广应用[11]。在封孔、充填和密闭的过程中,聚氨酯具有膨胀性大、密封性好、粘结力强及不延燃等特点,封孔时操作简单,省时省力,适合快速密封不同深度、孔径和角度的瓦斯孔和注水孔,是性能较好的封孔材料[12,13]。
    二、注浆封孔材料的研究进展
    1、粘土材料
    粘土浆封孔具有成本低、方法简单、易操作的优点,只要钻孔围岩致密,有一定的封孔深度,就可以达到较好的封孔效果,因此粘土封孔在某些现场仍有使用[14]。
   自1802年法国土木工程师Charles Berigny在港口城市戴佩将悬浮的粘土浆和石灰浆用于修复被海浪损坏的砌筑墙基以来,粘土浆作为一种优质廉价的注浆材料被广泛应用
于其他领域,至今已有200多年的历史。国内由煤炭科学研究总院建井研究分院于20世纪90年代,经过课题攻关研究成功综合注浆法的成套技术,以粘土-水泥浆为主要材料的综合注浆法得以广泛应用于煤田建设中[15]。冯向东[16]研究了
粘土-水泥浆液的凝结过程及其主要化学反应,根据实际施工中对浆液的要求,提出了选择粘土的8项技术标准。徐润[17]对粘土-水泥浆液在裂隙中结石体的性能进行了研究,测试结果表明粘土-水泥具有良好的渗透性,可以满足对裂隙带的充填要求。陈晓明等[18]则探讨了改性粘土浆加促进剂前后的流变性能和固结机理。容玲聪[19]针对传统粘土制浆过程复杂的不足,介绍了一种高速高效制备改性粘土浆的工艺,为粘土浆的推广使用提供了技术条件。K.Masumoto等[20]将粘土注浆技术运用到解决地下采掘损伤区花岗质围岩水渗透的问题中,结果表明钻孔在粘土注浆以后,溢水率明显降低,取得了较好的效果,他们的研究还表明低浓度的膨润土浆液可以起到封闭微细裂纹的作用,这为今后改善粘土浆封孔效果起到了启示性作用。
    2、水泥基材料
    自1842年英国人Joseph Aspdin获得首个波特兰水泥专利以来,水泥被广泛应用于生产建设的各个方面,发展至今形成了庞大的硅酸盐水泥系列。然而水泥基材料存在一个明显的不足--后期易收缩干裂,造成钻孔漏气漏水。借鉴前人的理论和实践成果,可采取两种方式改善该材料的收缩干裂:一是减少水泥浆硬化过程中因水化放热过快产生的热膨胀;二是使材料具有缓慢发展的微膨胀性,弥补材料后期的收缩干裂。
    在水泥基材料中掺加一定量的粉煤灰有助于降低材料水化热、改善材料收缩干裂、提高材料的综合性能。M.Ahmaruzzaman[21]综述了粉煤灰的利用状况,详细介绍了粉煤灰的诸多优点,并对粉煤灰在煤田建设方面的应用做了相应介绍。我国学者刘建忠等[22]指出掺加30%-50%的粉煤灰可以显著降低水化放热速率和水化放热峰值,并且能延缓峰值出现的时间,且粉煤灰对水化的延缓作用要优于同等掺量的矿粉渣。Pipat和Atis等[23,24]研究表明当粉煤灰掺量大于50%时,其抗收缩性能得到极大改善。粉煤灰对水泥浆的影响并不是单一的,过量粉煤灰的掺加也会带来负面影响,实际使用过程中应综合考虑总体性能。P.Nath和[25,26]从强度、干缩性、氯离子吸附及渗透性能等方面全面考察了粉煤灰-水泥浆的耐久性能,发现适量粉煤灰的掺加有助于水泥浆耐久性能的改善。Siong等[27]认为砂子的级配也对水泥浆性能有着重要的影响,高水灰比条件下细砂水泥浆固化体的强度和耐久性均好于粗砂水泥浆。此外,刘广北等[28]选用生石灰-铝粉复合膨胀剂和固体速凝剂与P.O 32.5水泥配比,制得一种成本低、流动性好、微膨胀、凝结速度快、早期强度高的膨胀水泥封孔材料,在现场应用中取得了良好的封孔效果。孙文标等[29]介绍了一种以高铝水泥、石灰、石膏等为主要材料的速凝高强膨胀型封孔材料,并对该材料的凝结时间、膨胀率和强度等特性进行了测试分析,认为该材料的膨胀与水化产物钙矾石具有较小的晶体尺寸并呈放射状分布有关。Cheng等[30]以水泥为基材,配合高分子聚合物、膨胀组分、外加剂、纤维及偶联剂制得一种综合性能较好的新型封孔材料,其封孔初始阶段瓦斯抽采率可高达80%。这些研究在改善水泥基封孔材料的性能方面均有着宝贵的参考价值。
    相关燃料:矿用封孔材料注浆泵的研制及应用

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