专利名称:一种水溶性酯为固化剂的水玻璃浆的制作方法
技术领域:
发明了涉及一种水玻璃系化学注浆材料,可用于矿井建设的地面 预注浆、工作面注浆及井壁壁后注浆堵水。
背景技术:
矿产资源开采深度越来越深,矿建堵水困难越来越大,传统地面 预注浆效果有时不甚理想,给建井增加了成本,延长了建井工期。所 以研究一种理想的注浆材料有很大应用价值。尤其对于较深井筒,普 通注浆材料难以达到堵水效果,针对微裂隙、孔隙性等特殊单一含水 层地层时,性能稳定,易于操控的本发明是很好的注浆材料。本材料 可以实现地面预注浆效率更高、更安全、操控性更好,并具有适当强 度。经济性水玻璃系化学注浆材料研究面较广,CN 101265059A、 CN 86107196A和CN 1032354A等研究成果,因材料腐蚀性或成分复杂, 稳定性难以控制等,应用上受到限制。应用较多的脲醛树脂类浆液, 也因组分较多、不易长时间储存、粘度较大等缺陷,在一定程度上难 以推广。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题,本发明提供一种水溶性酯为固 化剂的水玻璃浆,该浆液具有低粘度、高渗透性、凝胶时间可调、有 较高强度等特点。本发明采用的技术方案是该水溶性酯为固化剂的水玻璃浆使用 二乙二醇乙醚乙酸酯为固化剂,主剂为水玻璃,各组分按体积比计 IOO份浆液中水玻璃15 60份、二乙二醇乙醚乙酸酯1 8份,余 量为水。上述的100份浆液中水玻璃38Be'30 60份、二乙二醇乙醚 乙酸酯3 7份,余量为水;IOO份浆液中水玻璃38 Be'60份、二 乙二醇乙醚乙酸酯3份,水为37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二乙二醇乙醚乙酸酯 置于两个容器中,添加计量的水入二乙二醇乙醚乙酸酯容器中,此时 二乙二醇乙醚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。本发明所具有的有益效果是本发明解决了水玻璃系桨液及其他 几类化学浆液存在的问题和注浆工艺复杂性,研制了单一固化剂,易 于存放、性能稳定,扩散距离远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 面注浆及井壁壁后堵水注浆。并且该材料得到实验室模拟压力 10MPa、 0.5mm宽裂隙试验台模拟注浆成功实例。本发明以优良水溶 性二乙二醇乙醚乙酸酯为单一固化剂,水玻璃为主剂,配制浆液的凝 胶时间在10S lh之间可调节。浆液凝胶时间和凝胶体强度可以通过 变化水玻璃浓度或二乙二醇乙醚乙酸酯浓度进行调节。浆液反应机理 是二乙二醇乙醚乙酸酯在水介质中水解出乙酸,然后生成的乙酸跟水 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 + CH3CH2OCH2CH2OCH2CH2OOCCH3+ H20 —CH3COONa2 + nSi02.H20同时本发明也是一种低粘度、高渗透性、较高强度、凝胶时间可 调的化学浆液。该注浆材料另具有配比简单、操控性好,固化剂易于 长期存放等优点。
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 3.00L 二乙二醇乙醚乙酸酯 0.15L 水 1.85L本发明浆液初温26.5。C,凝胶时间52min,用于实验室模拟裂隙 台裂隙长6m,裂隙宽0.5mm,注浆结束2h后反压水,水压lOMPa 裂隙未出水。实施例2
水玻璃 30mL 二乙二醇乙醚乙酸酯 7mL 水 63mL 本发明浆液初温25.5。C,凝胶时间3.6min。
权利要求
1、一种水溶性酯为固化剂的水玻璃浆,其特征在于使用二乙二醇乙醚乙酸酯为固化剂,主剂为水玻璃,各组分按体积比计100份浆液中水玻璃38Be′15~60份、二乙二醇乙醚乙酸酯1~8份,余量为水。
2、 根据权利要求1所述的水溶性酯为固化剂的水玻璃浆,其特 征在于100份浆液中水玻璃38Be'30 60份、二乙二醇乙醚乙 酸酯3 7份,余量为水。
3、 根据权利要求2所述的水溶性酯为固化剂的水玻璃浆,其特 征在于IOO份浆液中水玻璃38 Be'60份、二乙二醇乙醚乙酸酯3 份,水为37份。
全文摘要
本发明涉及一种水溶性酯为固化剂的水玻璃浆。该水溶性酯为固化剂的水玻璃浆使用二乙二醇乙醚乙酸酯为固化剂,主剂为水玻璃,各组分按体积比计100份浆液中水玻璃38Be′15~60份、二乙二醇乙醚乙酸酯1~8份,余量为水。本发明适合于石英砂岩含水层堵水加固和井壁壁后充填注浆,尤其适合矿井井筒孔隙性地层地面预注浆和工作面注浆,本发明以优良溶解性的二乙二醇乙醚乙酸酯为固化剂,注浆材料具有高渗透性、较高强度、凝胶时间可调等特点,并且工艺操作简单、易于存放、性能稳定,具有较高应用价值的化学注浆材料。
文档编号C04B28/00GK101654354SQ20091009180
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
发明者丁振宇, 莹 吴, 周兴旺, 光 孙, 宋雪飞, 润 徐, 李生生, 王正胜, 辉 袁, 文 贺, 陈振国 申请人:北京中煤矿山工程有限公司