矿用密闭材料及其用途的制作方法

本发明涉及矿用材料领域，具体涉及一种矿用密闭材料及其施用方法和在制作密闭墙中的用途，还涉及一种以该矿用密闭材料制作的密闭墙。

背景技术：

1、高瓦斯矿井约占我国煤矿总数的50％，其中地质构造极其复杂的矿井又高达2/3。随着开采深度的延伸和难度的加大，井下作业常受到粉尘、矿井水、易燃易爆气体、顶底板等灾害的威胁。据不完全统计，瓦斯事故约占我国煤矿总事故的20％，成为煤炭行业安全高效发展的瓶颈，如何有效的预防瓦斯爆炸已迫在眉睫。

2、随着矿井对安全的重视程度越来越大，对井下巷道密闭的要求也越来越高，对于以挡风为主的临时密闭，密闭不严会导致漏风，进而会引起需风点风量不足，严重影响安全生产；而对于巷道与采空区之间的永久密闭，密闭不严会导致采空区内瓦斯等有毒有害气体泄露到巷道，严重威胁工作人员健康，同时也会导致风流进入采空区，引起采空区内煤层或瓦斯的燃烧，存在严重的矿井安全隐患。因此需要将易自燃区、瓦斯积聚区或者有害气体源进行隔离。目前最常见的隔离方法就是建立密闭墙，常用的无机材料存在局限性，例如强度较低、凝结时间过长等。

3、因此，研究一种抗压强度高、凝结时间短，并且具有一定可塑性的新型密闭材料，对满足井下对密闭性能的要求十分必要。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种强度高、凝结速度快的矿用密闭材料，旨在解决现有密闭材料存在的强度较差、凝结时间过长的问题。

2、为了实现上述发明目的，第一方面，本发明提供了一种矿用密闭材料，包括如下按照重量份数计的组分：

3、

4、优选地，以所述脱硫建筑石膏的总重量为100％计，所述脱硫建筑石膏含有如下组分：

5、β-半水石膏85～90wt％

6、iii型无水石膏0～1wt％

7、二水石膏0～5wt％。

8、优选地，所述添加剂选自纤维素醚、木质纤维素、可再分散乳胶粉中的至少一种。

9、优选地，所述缓凝剂为石膏缓凝剂。

10、进一步优选地，所述矿用密闭材料与水混合搅拌后，初凝时间≤30min，终凝时间≤60min，2小时后的抗压强度≥1mpa，一天后的抗压强度≥2mpa，28天后的抗压强度≥10mpa。

11、更进一步优选地，所述矿用密闭材料与水混合时，所述矿用密闭材料与所述水的重量比为(0.15～0.20):1。

12、更进一步优选地，所述混合搅拌的时间为3～5min。

13、第二方面，本发明提供了所述矿用密闭材料的使用方法，包括：将所述矿用密闭材料与水混合搅拌得到混合物，将所述混合物施用于待施工处。

14、第三方面，本发明提供了所述矿用密闭材料在制作密闭墙中的用途。

15、第四方面，本发明提供了一种密闭墙的制作方法，包括：

16、提供本发明所述的矿用密闭材料；

17、将所述矿用密闭材料与水混合搅拌得到混合物；

18、将所述混合物施用于待施工处，经凝固硬化，得到密闭墙。

19、首先，本发明通过将脱硫建筑石膏、水泥、粉煤灰、气化渣组合并添加缓凝剂和添加剂，在各原料的协同作用下，所得的矿用密闭材料具有力学性能好、强度高、凝结时间短、运输量小、无毒害、可远距离操作的优点。同时，采用本发明提供的矿用密闭材料制作的密闭墙可充分满足井下对密闭性能的要求，在矿井经济发展和安全生产中发挥重要作用。

20、其次，本发明利用了大量的固体废弃物作为矿用密闭材料的原料，固废利用率大于90％，不仅降低了生产成本，而且变废为宝，促进资源再利用，使建筑业实现可持续发展，有助于构建节约型社会。

技术特征：

1.一种矿用密闭材料，其特征在于，包括如下按照重量份数计的组分：

2.根据权利要求1所述的矿用密闭材料，其特征在于，以所述脱硫建筑石膏的总重量为100％计，所述脱硫建筑石膏含有如下组分：

3.根据权利要求1所述的矿用密闭材料，其特征在于，所述添加剂选自纤维素醚、木质纤维素、可再分散乳胶粉中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的矿用密闭材料，其特征在于，所述缓凝剂为石膏缓凝剂。

5.根据权利要求1-4任一项所述的矿用密闭材料，其特征在于，所述矿用密闭材料与水混合搅拌，初凝时间≤30min，终凝时间≤60min，2小时后的抗压强度≥1mpa，一天后的抗压强度≥2mpa，28天后的抗压强度≥10mpa。

6.根据权利要求5所述的矿用密闭材料，其特征在于，所述矿用密闭材料与水混合时，所述矿用密闭材料与所述水的重量比为(0.15～0.20):1。

7.根据权利要求5或6所述的矿用密闭材料，其特征在于，所述混合搅拌的时间为3～5min。

8.权利要求1-7任一项所述矿用密闭材料的使用方法，其特征在于，包括：将所述矿用密闭材料与水混合搅拌得到混合物，将所述混合物施用于待施工处。

9.权利要求1-7任一项所述矿用密闭材料在制作密闭墙中的用途。

10.一种密闭墙的制作方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明属于矿用材料领域，具体涉及一种矿用密闭材料及其用途。本发明提供的矿用密闭材料具有力学性能好、强度高、凝结时间短、运输量小、无毒害、可远距离操作的优点，可充分满足井下对密闭性能的要求，在矿井经济发展和安全生产中发挥重要作用。

技术研发人员：王霞,左然芳,张栋,董阳,梁文斌,巩思宇
受保护的技术使用者：国家能源投资集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15