專利名稱：一種礦井工作面注漿用水玻璃漿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水玻璃系化學(xué)注漿材料，可用于水利工程堵漏防滲， 礦井建設(shè)的地面預(yù)注漿、工作面注漿及井壁壁后注漿堵水。特別是一 種礦井工作面注漿用水玻璃漿。
背景技術(shù)：
隨著礦產(chǎn)資源開發(fā)，礦井建設(shè)的深度越來越深，建井過程中出現(xiàn) 微裂隙地層、孔隙性地層含水層等特殊地層幾率越來越大，例如平頂 山砂巖、劉家溝組砂巖等微裂隙巖層或孔隙性地層，涌水量大、水壓 高，而單液水泥漿、粘土水泥漿等顆粒性漿材難以達(dá)到較理想堵水效 果。滲透性好的化學(xué)漿是特殊地層注漿首選材料，但目前應(yīng)用高分子 注漿材料中，聚氨酯類漿液粘度大，滲透性差；丙烯酰胺類和木質(zhì)素 類漿液具有毒性；單寧類漿液和脲醛類漿液配制成分多，穩(wěn)定性差等 都有應(yīng)用的局限性。研究一種針對(duì)于特殊地層滲透性良好、無毒溶液 型注漿材料是必要的。水玻璃系化學(xué)注漿材料也有人報(bào)道過，CN 101265059A，李治國 等曾研究硫酸為固化劑的水玻璃溶液注漿材料，固化速率較難控制， 并且酸性漿液(報(bào)道中漿液PH-5).對(duì)普通注漿設(shè)備具有腐蝕性，工 程應(yīng)用具有局限性；CN 86107196A和CN 1032354A，廣州化學(xué)所研 究的水玻璃系漿液，由于漿液成分較多，配比較復(fù)雜，穩(wěn)定性難以保 證等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種礦井工作面注 漿用水玻璃漿，該化學(xué)漿低粘度、凝膠時(shí)間可調(diào)、高滲透性無毒的水 玻璃系化學(xué)注漿材料。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是該礦井工作面注漿用水玻璃漿使用乙 二醇二乙酸酯為固化劑，水玻璃為主劑，各組分按體積比計(jì)，100份漿液中水玻璃38Be'15 60份、乙二醇二乙酸酯1 10份、余量為上述的100份漿液中水玻璃38 Be'30 50份、乙二醇二乙酸 酯4 10份、余量為水；IOO份漿液中水玻璃38Be'30份、乙二醇 二乙酸酯4份、水為66份。上述方案中水玻璃Be'為38，模數(shù)M-2.8 3.1。 本發(fā)明制備方法分別量取計(jì)量的水玻璃和乙二醇二乙酸酯置于 兩個(gè)容器中，添加計(jì)量的水入乙二醇二乙酸酯容器中，此時(shí)乙二醇二乙酸酯發(fā)生水解反應(yīng)，幾分鐘之后，將兩容器溶液混合、攪勻，待凝， 既得本發(fā)明。本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明解決了水玻璃系漿液中存在的 問題和注漿工藝復(fù)雜性，研制了配方簡單、工藝操控性好的水玻璃系 注漿材料。該材料既能有效進(jìn)行水利工程堵滲，又能用于礦井建設(shè)特 殊地層地面預(yù)注漿、工作面注漿及并壁壁后堵水注漿。并且該材料得 到實(shí)驗(yàn)室模擬壓力15MPa、 5mm寬裂隙試驗(yàn)臺(tái)注漿成功案例和國投 新集楊村煤礦地面預(yù)注漿成功實(shí)例。本發(fā)明在水介質(zhì)中，以水玻璃為 主劑，以水溶性較好的乙二醇二乙酸酯為固化劑，所配制漿液的凝膠 時(shí)間在10S 1.5h之間可調(diào)節(jié)。漿液的凝膠時(shí)間和凝膠體強(qiáng)度可以通 過改變水玻璃濃度或乙二醇二乙酸酯濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)。漿液反應(yīng)機(jī)理首 先是乙二醇二乙酸酯在水介質(zhì)中水解出羧酸，然后生成的羧酸跟水玻 璃水解出的堿反應(yīng)，所以使得水玻璃生成硅酸凝膠?？偟姆磻?yīng)式可以 寫成Na20 nSi02 + CH3C00CH2CH200CCH3 + H20 —CH3C00Na2 + nSi02 H20本發(fā)明化學(xué)注漿材料除了以上特點(diǎn)，另具有組分簡單，配比易于 調(diào)節(jié)，漿液沒有腐蝕性，注漿機(jī)具可以靈活選擇，并且低粘度、高滲 透性、凝膠時(shí)間可控性好等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明實(shí)施例1、水玻璃 1.5L 乙二醇二乙酸酯 0.2L 水 3.3L本發(fā)明漿液初溫25X:，凝膠時(shí)間16.3min，用于實(shí)驗(yàn)室模擬裂隙 臺(tái)裂隙長6m，裂隙寬5mm,注漿結(jié)束2h后反壓水，水壓15MPa裂 隙未出水。實(shí)施例2、水玻璃 51mL 乙二醇二乙酸酯 10mL 水 39mL 本發(fā)明漿液初溫25匯，凝膠時(shí)間3.4min。
權(quán)利要求
1、一種礦井工作面注漿用水玻璃漿，其特征在于該漿液使用乙二醇二乙酸酯為固化劑，水玻璃為主劑，各組分按體積比計(jì)，100份漿液中水玻璃38Be′15～60份、乙二醇二乙酸酯1～10份、余量為水。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井工作面注漿用水玻璃漿，其特征 在于100份漿液中水玻璃38Be'30 50份、乙二醇二乙酸酯4 10份、余量為水。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦井工作面注漿用水玻璃漿，其特征 在于IOO份漿液中水玻璃38Be'30份、乙二醇二乙酸酯4份、水 為66份。
全文摘要
一種礦井工作面注漿用水玻璃漿。該漿液使用乙二醇二乙酸酯為固化劑，水玻璃為主劑，各組分按體積比計(jì)，100份漿液中水玻璃38Be′15～60份、乙二醇二乙酸酯1～10份、余量為水。本發(fā)明水溶性的乙二醇二乙酸酯為固化劑，所得注漿材料具有低粘度、高滲透性、凝膠時(shí)間可調(diào)、組分簡單及無腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明可用于水利工程防滲和礦井堵水等領(lǐng)域，尤其在地下微裂隙地層、孔隙性地層工作面注漿堵水具有很好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C09K8/42GK101654614SQ20091009180
公開日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者潤 徐, 王正勝, 文 賀 申請(qǐng)人:北京中煤礦山工程有限公司