专利名称：一种矿井工作面注浆用水玻璃浆的制作方法
技术领域：
本发明属于水玻璃系化学注浆材料，可用于水利工程堵漏防渗， 矿井建设的地面预注浆、工作面注浆及井壁壁后注浆堵水。特别是一 种矿井工作面注浆用水玻璃浆。
背景技术：
随着矿产资源开发，矿井建设的深度越来越深，建井过程中出现 微裂隙地层、孔隙性地层含水层等特殊地层几率越来越大，例如平顶 山砂岩、刘家沟组砂岩等微裂隙岩层或孔隙性地层，涌水量大、水压 高，而单液水泥浆、粘土水泥浆等颗粒性浆材难以达到较理想堵水效 果。渗透性好的化学浆是特殊地层注浆首选材料，但目前应用高分子 注浆材料中，聚氨酯类浆液粘度大，渗透性差；丙烯酰胺类和木质素 类浆液具有毒性；单宁类浆液和脲醛类浆液配制成分多，稳定性差等 都有应用的局限性。研究一种针对于特殊地层渗透性良好、无毒溶液 型注浆材料是必要的。水玻璃系化学注浆材料也有人报道过，CN 101265059A，李治国 等曾研究硫酸为固化剂的水玻璃溶液注浆材料，固化速率较难控制， 并且酸性浆液(报道中浆液PH-5).对普通注浆设备具有腐蚀性，工 程应用具有局限性；CN 86107196A和CN 1032354A，广州化学所研 究的水玻璃系浆液，由于浆液成分较多，配比较复杂，稳定性难以保 证等缺点。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种矿井工作面注 浆用水玻璃浆，该化学浆低粘度、凝胶时间可调、高渗透性无毒的水 玻璃系化学注浆材料。本发明采用的技术方案是该矿井工作面注浆用水玻璃浆使用乙 二醇二乙酸酯为固化剂，水玻璃为主剂，各组分按体积比计，100份浆液中水玻璃38Be'15 60份、乙二醇二乙酸酯1 10份、余量为上述的100份浆液中水玻璃38 Be'30 50份、乙二醇二乙酸 酯4 10份、余量为水；IOO份浆液中水玻璃38Be'30份、乙二醇 二乙酸酯4份、水为66份。上述方案中水玻璃Be'为38，模数M-2.8 3.1。 本发明制备方法分别量取计量的水玻璃和乙二醇二乙酸酯置于 两个容器中，添加计量的水入乙二醇二乙酸酯容器中，此时乙二醇二乙酸酯发生水解反应，几分钟之后，将两容器溶液混合、搅匀，待凝， 既得本发明。本发明具有如下有益效果本发明解决了水玻璃系浆液中存在的 问题和注浆工艺复杂性，研制了配方简单、工艺操控性好的水玻璃系 注浆材料。该材料既能有效进行水利工程堵渗，又能用于矿井建设特 殊地层地面预注浆、工作面注浆及并壁壁后堵水注浆。并且该材料得 到实验室模拟压力15MPa、 5mm宽裂隙试验台注浆成功案例和国投 新集杨村煤矿地面预注浆成功实例。本发明在水介质中，以水玻璃为 主剂，以水溶性较好的乙二醇二乙酸酯为固化剂，所配制浆液的凝胶 时间在10S 1.5h之间可调节。浆液的凝胶时间和凝胶体强度可以通 过改变水玻璃浓度或乙二醇二乙酸酯浓度进行调节。浆液反应机理首 先是乙二醇二乙酸酯在水介质中水解出羧酸，然后生成的羧酸跟水玻 璃水解出的碱反应，所以使得水玻璃生成硅酸凝胶。总的反应式可以 写成Na20 nSi02 + CH3C00CH2CH200CCH3 + H20 —CH3C00Na2 + nSi02 H20本发明化学注浆材料除了以上特点，另具有组分简单，配比易于 调节，浆液没有腐蚀性，注浆机具可以灵活选择，并且低粘度、高渗 透性、凝胶时间可控性好等优点。
具体实施例方式下面将对本发明作进一步说明实施例1、水玻璃 1.5L 乙二醇二乙酸酯 0.2L 水 3.3L本发明浆液初温25X:，凝胶时间16.3min，用于实验室模拟裂隙 台裂隙长6m，裂隙宽5mm,注浆结束2h后反压水，水压15MPa裂 隙未出水。实施例2、水玻璃 51mL 乙二醇二乙酸酯 10mL 水 39mL 本发明浆液初温25汇，凝胶时间3.4min。
权利要求
1、一种矿井工作面注浆用水玻璃浆，其特征在于该浆液使用乙二醇二乙酸酯为固化剂，水玻璃为主剂，各组分按体积比计，100份浆液中水玻璃38Be′15～60份、乙二醇二乙酸酯1～10份、余量为水。
2、 根据权利要求1所述的矿井工作面注浆用水玻璃浆，其特征 在于100份浆液中水玻璃38Be'30 50份、乙二醇二乙酸酯4 10份、余量为水。
3、 根据权利要求2所述的矿井工作面注浆用水玻璃浆，其特征 在于IOO份浆液中水玻璃38Be'30份、乙二醇二乙酸酯4份、水 为66份。
全文摘要
一种矿井工作面注浆用水玻璃浆。该浆液使用乙二醇二乙酸酯为固化剂，水玻璃为主剂，各组分按体积比计，100份浆液中水玻璃38Be′15～60份、乙二醇二乙酸酯1～10份、余量为水。本发明水溶性的乙二醇二乙酸酯为固化剂，所得注浆材料具有低粘度、高渗透性、凝胶时间可调、组分简单及无腐蚀性等优点，本发明可用于水利工程防渗和矿井堵水等领域，尤其在地下微裂隙地层、孔隙性地层工作面注浆堵水具有很好的应用前景。
文档编号C09K8/42GK101654614SQ20091009180
公开日2010年2月24日 申请日期2009年8月28日 优先权日2009年8月28日
发明者润 徐, 王正胜, 文 贺 申请人:北京中煤矿山工程有限公司