本发明涉及一种矿用煤屑基封孔注浆材料及制备封孔工艺，属注浆材料技术领域。
背景技术：
钻孔瓦斯抽采可快速降低煤层瓦斯压力和瓦斯含量，消除煤层突出危险性，是治理煤矿瓦斯灾害事故最有效的技术措施，还可将抽采出的瓦斯气体作为清洁燃料使用。钻孔封孔质量是决定瓦斯抽采效果的关键，若封孔材料无法充分密封钻孔，将导致钻孔抽采发生漏气，降低瓦斯抽采效率，甚至存在瓦斯抽采管路爆炸的隐患。由于传统封孔材料中，水泥砂浆材料固化后易收缩干裂；聚氨酯材料发泡速度过快、操作不易控制，固化后遇水软化收缩；粘液封孔材料容易通过钻孔周围裂隙发生漏失、并且封孔成本较高。由于传统封孔材料存在以上缺陷，导致封孔效果不理想，难以充分预抽煤层内赋存的瓦斯气体，对煤矿井下安全生产仍存在隐患，因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的钻孔封堵注浆材料和与之相应的制备封孔工艺，以满足实际使用的需要。
技术实现要素：
本发明目的就在于克服上述不足，提供一种矿用煤屑基封孔注浆材料及制备封孔工艺。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：
一种矿用煤屑基封孔注浆材料，由以下质量份数物质构成：煤屑15.87~28.65%、粘结剂28.65~31.75%、交联剂0.48~0.93%、膨胀剂0.32~0.62%、增强剂3.17~6.17%、增韧剂0.14~0.63%、偶联剂0.16~0.57%，余量为水。
进一步的，所述的煤屑为直径为2mm以下煤粉颗粒。
进一步的，所述的粘结剂为脲醛树脂。
进一步的，所述的交联剂为乙二酸。
进一步的，所述的膨胀剂为碳酸钙。
进一步的，所述的增强剂为硅粉，目数为200~300目。
进一步的，所述的增韧剂为羟丙基甲基纤维素。
进一步的，所述的偶联剂为硅烷偶联剂kh560。
进一步的，所述的膨胀剂为碳酸钙。
一种矿用煤屑基封孔注浆材料的制备封孔工艺，包括以下步骤：
第一步，煤屑筛选，利用抽采钻孔施工过程中产生的煤屑颗粒作为封孔材料的基料，利用筛分装置将煤屑颗粒进行筛分至粒径为2mm以下的煤屑作为原料进行存储备用，对筛选后不符合使用需要的煤屑单独存放；
第二步，初步混料，将第一步选取的煤屑和粘结剂加入到搅拌装置内，利用搅拌装置对煤屑和粘结剂混合物进行单向匀速搅拌作业，并使煤屑和粘结剂均匀混合，其中搅拌速度为50~200转/分钟，搅拌时间为10~30分钟，搅拌温度为20℃~50℃；
第三步，二次混合，完成第二部作业后，在保持第二步混合物搅拌状态不变的条件下，依次将水、交联剂、增强剂、膨胀剂、增韧剂和偶联剂加入到第二步混合物中进行搅拌混合，并使混合物中各物料均匀混合，其中搅拌时间为15~20分钟后即可得到成品注浆液，并在制备得到成品注浆液后，保持对成品注浆液搅拌状态不变进行保存，以备下个工序使用；
第四步，封孔作业，完成第三步并制备得到成品注浆液后，在3~20分钟内，将第三步制备的注浆液通过注浆设备通入到钻孔封堵设备内对钻孔进行注浆封堵即可。
进一步的，所述的第三步中，水、交联剂、增强剂、膨胀剂、增韧剂和偶联剂加入到第二步混合物中时，水、交联剂、增强剂、膨胀剂、增韧剂和偶联剂添加时的时间间隔为1~3分钟。
本发明所制备的注浆材料，一方面有效的提高注浆材料自身结构的整体结合性能、压密、封堵，堵漏效果及耐候性能，另一方面可有效的将钻孔周围破碎破碎煤体重新粘结为连续整体，有利于提高钻孔稳定性，保证钻孔长期有效的抽采作业的需要，同时还有效的提高了资源回收利用率，在提高注浆材料的高亲煤性特性的同时，极大的降低了注浆材料原料、配备作业的成本，并可在减少钻孔施工作业现场粉尘污染的同时，极大的减缓了钻孔封孔施工的施工工艺，便于现场施工操作，提高了钻孔封孔作业的灵活性和可靠性，具备广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明的制备封孔工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种矿用煤屑基封孔注浆材料，由以下质量份数物质构成：煤屑15.87%、脲醛树脂31.75%、乙二酸0.93%、硅粉3.17%、碳酸钙0.32%、羟丙基甲基纤维素0.63%、偶联剂0.16，余量为水。
本实施例中，所述的煤屑为直径为2mm以下煤粉颗粒。
本实施例中，所述的硅粉目数为200~300目。
本实施例中，所述的偶联剂为硅烷偶联剂kh560。
一种矿用煤屑基封孔注浆材料的制备封孔工艺，包括以下步骤：
第一步，煤屑筛选，利用抽采钻孔施工过程中产生的煤屑颗粒作为封孔材料的基料，利用筛分装置将煤屑颗粒进行筛分至粒径为2mm的煤屑作为原料进行存储备用，对筛选后不符合使用需要的煤屑单独存放；
第二步，初步混料，将第一步选取的煤屑和粘结剂加入到搅拌装置内，利用搅拌装置对煤屑和粘结剂混合物进行单向匀速搅拌作业，并使煤屑和粘结剂均匀混合，其中搅拌速度为150转/分钟，搅拌时间为10分钟，搅拌温度为30℃；
第三步，二次混合，完成第二部作业后，在保持第二步混合物搅拌状态不变的条件下，依次将水、交联剂、增强剂、膨胀剂、增韧剂和偶联剂加入到第二步混合物中进行搅拌混合，并使混合物中各物料均匀混合，其中搅拌时间为15分钟后即可得到成品注浆液，并在制备得到成品注浆液后，保持对成品注浆液搅拌状态不变进行保存，以备下个工序使用；
第四步，封孔作业，完成第三步并制备得到成品注浆液后，在3~20分钟内，将第三步制备的注浆液通过注浆设备通入到钻孔封堵设备内对钻孔进行注浆封堵即可。
本实施例中，所述的第三步中，水、交联剂、增强剂、膨胀剂、增韧剂和偶联剂加入到第二步混合物中时，水、交联剂、增强剂、膨胀剂、增韧剂和偶联剂添加时的时间间隔为3分钟。
实施例2
一种矿用煤屑基封孔注浆材料，由以下质量份数物质构成：煤屑28.65%、粘结剂31.75%、交联剂0.48%、增强剂6.17%、膨胀剂0.62%、增韧剂0.63%、偶联剂0.57%，余量为水。
本实施例中，所述的煤屑为直径为2mm以下煤粉颗粒。
本实施例中，所述的粘结剂为脲醛树脂。
本实施例中，所述的交联剂为乙二酸。
本实施例中，所述的膨胀剂为碳酸钙。
本实施例中，所述的增强剂为硅粉，且硅粉目数为200~300目。
本实施例中，所述的增韧剂为羟丙基甲基纤维素。
本实施例中，所述的偶联剂为硅烷偶联剂kh560。
一种矿用煤屑基封孔注浆材料的制备封孔工艺，包括以下步骤：
第一步，煤屑筛选，利用抽采钻孔施工过程中产生的煤屑颗粒作为封孔材料的基料，利用筛分装置将煤屑颗粒进行筛分至粒径为0.5mm的煤屑作为原料进行存储备用，对筛选后不符合使用需要的煤屑单独存放；
第二步，初步混料，将第一步选取的煤屑和粘结剂加入到搅拌装置内，利用搅拌装置对煤屑和粘结剂混合物进行单向匀速搅拌作业，并使煤屑和粘结剂均匀混合，其中搅拌速度为50转/分钟，搅拌时间为20分钟，搅拌温度为45℃；
第三步，二次混合，完成第二部作业后，在保持第二步混合物搅拌状态不变的条件下，依次将水、交联剂、增强剂、膨胀剂、增韧剂和偶联剂加入到第二步混合物中进行搅拌混合，并使混合物中各物料均匀混合，其中搅拌时间为20分钟后即可得到成品注浆液，并在制备得到成品注浆液后，保持对成品注浆液搅拌状态不变进行保存，以备下个工序使用；
第四步，封孔作业，完成第三步并制备得到成品注浆液后，在5分钟内，将第三步制备的注浆液通过注浆设备通入到钻孔封堵设备内对钻孔进行注浆封堵即可。
本实施例中，所述的第三步中，水、交联剂、增强剂、膨胀剂、增韧剂和偶联剂加入到第二步混合物中时，水、交联剂、增强剂、膨胀剂、增韧剂和偶联剂添加时的时间间隔为8分钟。
本发明所制备的注浆材料，一方面有效的提高注浆材料自身结构的整体结合性能、压密、封堵，堵漏效果及耐候性能，另一方面可有效的将钻孔周围破碎破碎煤体重新粘结为连续整体，有利于提高钻孔稳定性，保证钻孔长期有效的抽采作业的需要，同时还有效的提高了资源回收利用率，在提高注浆材料的高亲煤性特性的同时，极大的降低了注浆材料原料、配备作业的成本，并可在减少钻孔施工作业现场粉尘污染的同时，极大的减缓了钻孔封孔施工的施工工艺，便于现场施工操作，提高了钻孔封孔作业的灵活性和可靠性，具备广泛的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。