專利名稱：一種用于煤、巖層注漿加固的注錨劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于煤、巖層注漿加固的注錨劑及其制備方法，應(yīng)用于井下破碎松散媒體、巖體裂隙等不良巖層注漿加固，可快速有效的解決片幫、冒頂、滲水等難題。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的技術(shù)，乃是采用水泥凈漿，雖然材料來源廣、價格低廉等優(yōu)點，但從水泥特性和現(xiàn)場應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)水泥凈漿存在以下問題1、水灰比太高，大大降低的其強度。水泥水化所需的用水量為水泥重量的15% 25%，為了便于注漿現(xiàn)場施工時用水量為水泥量的50% 60%，在水泥硬化后多余的水在水泥石中形成大量的孔隙和氣泡，導(dǎo)致水泥硬化后強度下降；2、水泥硬化過程中具有優(yōu)點的干縮性，并在內(nèi)部產(chǎn)生微裂隙，不利于提高加固圍巖的整體強度；3、穩(wěn)定性較差，容易離析和沉淀；4、流動性和可泵性差，注漿阻力大；5、水泥顆粒度大，使?jié){液難以注入細小裂縫或孔隙中，擴散半徑??；凝結(jié)時間不宜控制，結(jié)石率低。

發(fā)明內(nèi)容
為了提聞煤巖體強度，提聞煤巖體自身承載能力，保持圍巖穩(wěn)定，并參與圍巖內(nèi)的內(nèi)力平衡，本發(fā)明提供了一種用于煤、巖層注漿加固的注錨劑及其制備方法，錨注劑經(jīng)擠壓滲透到煤巖體縱橫交錯的裂隙中固結(jié)，形成網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)，增大煤巖體的自身承載能力。為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
用于煤、巖層注漿加固的注錨劑，其組成原料包括物料A和物料B，所述的物料A的組成原料重量份為改性高分子樹脂95-105份、活性碳酸鈣95-105份、硅烷偶聯(lián)劑KH-570 1-3份、亞磷酸三苯酯O. 4-0. 6份、二氧化硅1-3份、N, N- 二甲基苯胺I. 0-1. 5份組成；所述的物料B的組成原料重量份為一縮二乙二醇68-72份，聚乙二醇8-12份、氫氧化鋁45-55份、二氧化硅1-3份、過氧化苯甲酰28-32份組成。用于煤、巖層注漿加固的注錨劑，其組成原料包括物料A和物料B，所述的物料A的組成原料重量份為改性高分子樹脂100份、活性碳酸鈣100份、硅烷偶聯(lián)劑KH-570 2份、亞磷酸三苯酯O. 5份、二氧化硅2份、N，N- 二甲基苯胺I. 2份組成；所述的物料B的組成原料重量份為一縮二乙二醇70份，聚乙二醇10份、氫氧化鋁50份、二氧化硅2份、過氧化苯甲酰30份組成。用于煤、巖層注漿加固的注錨劑的制備方法，包括以下步驟
(1)物料A的制備
a、首先將改性高分子樹脂、亞磷酸三苯酯、二氧化硅和N，N-二甲基苯胺依次按照比例裝入密封的攪拌容器里攪拌40分鐘；
b、將攪拌后的混合物料放入攪拌容器中，按比例加入活性碳酸鈣和硅烷偶聯(lián)劑KH-570攪拌30分鐘；
(2)物料B的制備
a :首先將一縮二乙二醇，聚乙二醇、二氧化硅和過氧化苯甲酰依次按照比例裝入密封的攪拌容器里攪拌120分鐘；
b、將攪拌后的混合物料放入攪拌容器中，按比例加入氫氧化鋁攪拌120分鐘；
(3)將A、B兩組原料分別放入包裝桶內(nèi)，A、B料按I:1的比例混合注漿用氣動注漿泵經(jīng)管道壓送混合成型。用于煤、巖層注漿加固的注錨劑，所述的改性高分子樹脂的組成原料配方為丙二醇:320kg、乙二醇285kg、二甘醇690kg、對苯二甲酸1050kg、順酐:770kg、對苯二酌·
O.8kg、石臘2kg、亞磷酸三苯酯3kg、對甲苯磺酸3kg、苯乙烯1100kg、α -甲基苯乙烯500kg和環(huán)烷酸銅0. 2kg ；
(1)投料首先按組成原料的配方將液體料二甘醇、丙二醇和乙二醇加入反應(yīng)釜，然后打開投料口加入固體物料對苯二甲酸，封閉投料口，開始用導(dǎo)熱油爐加熱，加熱至反應(yīng)終點，控制反應(yīng)溫度190°C，持續(xù)反應(yīng)至溫度220°C后，Ph為4-6時，反應(yīng)結(jié)束，冷卻至150°C ；
(2)酯化反應(yīng)隨后在步驟(I)反應(yīng)釜中加入順酐、對苯二酚、石蠟、亞磷酸三苯酯、對甲苯磺酸進行酯化反應(yīng)，測酸值為30-40，終止反應(yīng)，達到溫度206°C后冷卻；
(3)稀釋過程將稀釋劑苯乙烯、α -甲基苯乙烯和環(huán)烷酸銅等加入稀釋釜內(nèi)，然后將酯化反應(yīng)的物料冷卻后緩慢的放入稀釋釜，交聯(lián)反應(yīng)稀釋；
(4)待步驟(3)混合物檢驗合格冷卻到50°C時，裝桶入庫。本發(fā)明的工作原理根據(jù)軟巖巷道支護和圍巖相互作用的結(jié)果，支護強度是控制圍巖強度變形的關(guān)鍵因素，對于軟巖巷道，僅僅依靠支架本身的支護能力很難控制巷道的變形，要充分發(fā)揮巷道圍巖自身的承載能力，保證巷道在靜動壓力下的穩(wěn)定，對于軟巖，化學(xué)注漿材料可以改變巖體的力學(xué)性能，注漿不僅可使松散的圍巖膠結(jié)成整體，成倍的提高了圍巖自身的承載能力，變被動支護為有效的主動支護。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的錨注劑混合粘度低，能滲入較細巖縫中，反應(yīng)迅速，形成的固體具有高強度、高韌性、抗壓縮形變、抗拉伸、抗剪切，能夠把原來松散的、破碎的、不連續(xù)的煤巖體圍巖膠結(jié)成連續(xù)的、完整的受力體。
具體實施例方式實施例I :用于煤、巖層注漿加固的注錨劑，其組成原料包括物料A和物料B，所述的物料A的組成原料重量份為改性高分子樹脂95-105份、活性碳酸鈣95-105份、硅烷偶聯(lián)劑KH-570 1-3份、亞磷酸三苯酯O. 4-0. 6份、二氧化硅1_3份、N，N-二甲基苯胺I. 0-1. 5份組成；所述的物料B的組成原料重量份為一縮二乙二醇68-72份，聚乙二醇8-12份、氫氧化鋁45-55份、二氧化硅1-3份、過氧化苯甲酰28-32份組成。用于煤、巖層注漿加固的注錨劑，其組成原料包括物料A和物料B，所述的物料A的組成原料重量份為改性高分子樹脂100份、活性碳酸鈣100份、硅烷偶聯(lián)劑KH-570 2份、亞磷酸三苯酯O. 5份、二氧化硅2份、N，N- 二甲基苯胺I. 2份組成；所述的物料B的組成原料重量份為一縮二乙二醇70份，聚乙二醇10份、氫氧化鋁50份、二氧化硅2份、過氧化苯甲酰30份組成。用于煤、巖層注漿加固的注錨劑的制備方法，包括以下步驟
(I)物料A的制備a、首先將改性高分子樹脂、亞磷酸三苯酯、二氧化硅和N，N-二甲基苯胺依次按照比例裝入密封的攪拌容器里攪拌40分鐘；
b、將攪拌后的混合物料放入攪拌容器中，按比例加入活性碳酸鈣和硅烷偶聯(lián)劑KH-570攪拌30分鐘；
(2)物料B的制備
a :首先將一縮二乙二醇，聚乙二醇、二氧化硅和過氧化苯甲酰依次按照比例裝入密封的攪拌容器里攪拌120分鐘；
b、將攪拌后的混合物料放入攪拌容器中，按比例加入氫氧化鋁攪拌120分鐘；
(3)將A、B兩組原料分別放入包裝桶內(nèi)，A、B料按I:1的比例混合注漿用氣動注漿泵 經(jīng)管道壓送混合成型。用于煤、巖層注漿加固的注錨劑，所述的改性高分子樹脂的組成配方為丙二醇320kg、乙二醇285kg、二甘醇690kg、對苯二甲酸1050kg、順酐770kg、對苯二酚0. 8kg、石臘2kg、亞磷酸三苯酯3kg、對甲苯磺酸3kg、苯乙烯1100kg、α -甲基苯乙烯500kg和環(huán)烷酸銅0. 2kg ；
用于煤、巖層注漿加固的注錨劑，所述的改性高分子樹脂制備方法為
(1)投料首先按組成原料的配方將液體料二甘醇、丙二醇和乙二醇加入反應(yīng)釜，然后打開投料口加入固體物料對苯二甲酸，封閉投料口，開始用導(dǎo)熱油爐加熱，加熱至反應(yīng)終點，控制反應(yīng)溫度190°C，持續(xù)反應(yīng)至溫度220°C后，Ph為4-6時，反應(yīng)結(jié)束，冷卻至150°C ；
(2)酯化反應(yīng)隨后在步驟(I)反應(yīng)釜中加入順酐、對苯二酚、石蠟、亞磷酸三苯酯、對甲苯磺酸進行酯化反應(yīng)，測酸值為30-40，終止反應(yīng)，達到溫度206°C后冷卻；
(3)稀釋過程將稀釋劑苯乙烯、α -甲基苯乙烯和環(huán)烷酸銅等加入稀釋釜內(nèi)，然后將酯化反應(yīng)的物料冷卻后緩慢的放入稀釋釜，交聯(lián)反應(yīng)稀釋；
(4)待步驟(3)混合物檢驗合格冷卻到50°C時，裝桶入庫。通過上述實施例制得的錨注劑性能參數(shù)如下抗壓強度>50mPa，固化時間在25°C下為180-300S，最高反應(yīng)溫度為彡90°C，膨脹倍數(shù)是彡I. O倍，貯存期在不高于20°C下為6個月。
權(quán)利要求
1.一種用于煤、巖層注漿加固的注錨劑，其特征在于其組成原料包括物料A和物料B,所述的物料A的組成原料重量份為改性高分子樹脂95-105份、活性碳酸鈣95-105份、硅烷偶聯(lián)劑KH-570 1-3份、亞磷酸三苯酯O. 4-0. 6份、二氧化硅1_3份、N, N- 二甲基苯胺I. 0-1. 5份組成；所述的物料B的組成原料重量份為一縮二乙二醇68-72份，聚乙二醇8-12份、氫氧化鋁45-55份、二氧化硅1-3份、過氧化苯甲酰28-32份組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于煤、巖層注漿加固的注錨劑，其特征在于其組成原料包括物料A和物料B，所述的物料A的組成原料重量份為改性高分子樹脂100份、活性碳酸鈣100份、硅烷偶聯(lián)劑KH-570 2份、亞磷酸三苯酯O. 5份、二氧化硅2份、N, N- 二甲基苯胺I.2份組成；所述的物料B的組成原料重量份為一縮二乙二醇70份，聚乙二醇10份、氫氧化鋁50份、二氧化硅2份、過氧化苯甲酰30份組成。
3.—種如權(quán)利要求I所述的用于煤、巖層注漿加固的注錨劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)物料A的制備 a、首先將改性高分子樹脂、亞磷酸三苯酯、二氧化硅和N，N-二甲基苯胺依次按照比例裝入密封的攪拌容器里攪拌40分鐘； b、將攪拌后的混合物料放入攪拌容器中，按比例加入活性碳酸鈣和硅烷偶聯(lián)劑KH-570攪拌30分鐘； (2)物料B的制備 a :首先將一縮二乙二醇，聚乙二醇、二氧化硅和過氧化苯甲酰依次按照比例裝入密封的攪拌容器里攪拌120分鐘； b、將攪拌后的混合物料放入攪拌容器中，按比例加入氫氧化鋁攪拌120分鐘； (3)將A、B兩組原料分別放入包裝桶內(nèi)，A、B料按I:1的比例混合注漿用氣動注漿泵經(jīng)管道壓送混合成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于煤、巖層注漿加固的注錨劑，其特征在于所述的改性高分子樹脂的組成原料配方為丙二醇320kg、乙二醇285kg、二甘醇690kg、對苯二甲酸1050kg、順酐770kg、對苯二酹0. 8kg、石臘2kg、亞磷酸三苯酯3kg、對甲苯磺酸3kg、苯乙烯:1100kg、α -甲基苯乙烯:500kg和環(huán)燒酸銅0. 2kg ； 制備方法為 (1)投料首先按組成原料的配方將液體料二甘醇、丙二醇和乙二醇加入反應(yīng)釜，然后打開投料口加入固體物料對苯二甲酸，封閉投料口，開始用導(dǎo)熱油爐加熱，加熱至反應(yīng)終點，控制反應(yīng)溫度190°C，持續(xù)反應(yīng)至溫度220°C后，Ph為4-6時，反應(yīng)結(jié)束，冷卻至150°C ； (2)酯化反應(yīng)隨后在步驟(I)反應(yīng)釜中加入順酐、對苯二酚、石蠟、亞磷酸三苯酯、對甲苯磺酸進行酯化反應(yīng)，測酸值為30-40，終止反應(yīng)，達到溫度206°C后冷卻； (3)稀釋過程將稀釋劑苯乙烯、α-甲基苯乙烯和環(huán)烷酸銅等加入稀釋釜內(nèi)，然后將酯化反應(yīng)的物料冷卻后緩慢的放入稀釋釜，交聯(lián)反應(yīng)稀釋； (4)待步驟(3)混合物檢驗合格冷卻到50°C時，裝桶入庫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于煤、巖層注漿加固的注錨劑及其制備方法，其組成原料包括物料A和物料B，所述的物料A的組成原料重量份為改性高分子樹脂95-105份、活性碳酸鈣95-105份、硅烷偶聯(lián)劑KH-5701-3份、亞磷酸三苯酯0.4-0.6份、二氧化硅1-3份、N,N-二甲基苯胺1.0-1.5份組成；所述的物料B的組成原料重量份為一縮二乙二醇68-72份，聚乙二醇8-12份、氫氧化鋁45-55份、二氧化硅1-3份、過氧化苯甲酰28-32份組成。本發(fā)明的錨注劑混合粘度低，能滲入較細巖縫中，反應(yīng)迅速，形成的固體具有高強度、高韌性、抗壓縮形變、抗拉伸、抗剪切，能夠把原來松散的、破碎的、不連續(xù)的煤巖體圍巖膠結(jié)成連續(xù)的、完整的受力體。
文檔編號C08F283/01GK102827449SQ20121032379
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月5日
發(fā)明者紀紅 申請人:淮南市順輝錨固有限公司