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瓦斯抽采钻孔封孔注浆过程中高吸水树脂吸水性能实验研究

2020-08-21钱志良

煤矿安全 2020年8期

钱志良,韩 兵

(1.煤科集团沈阳研究院有限公司,辽宁 沈阳110016;2.煤矿安全技术国家重点实验室,辽宁 抚顺113122)

目前我国煤矿井下瓦斯抽采钻孔有3 种封孔方式[1-2],即接触式、渗透式及组合式封孔,其中组合式封孔方式密封性最好,组合式封孔的密封效果与其止浆塞的材质密不可分,目前封孔止浆塞的材质主要有隔水胶囊[3]、透水囊袋、聚氨酯[4]等,这些材料共同的特点是在注浆前使止浆塞达到膨胀密封的效果,之后在止浆塞中部注浆,使得浆液渗透到钻孔周边的煤壁中,提高钻孔的密封性[5]。基于此,研究了1 种以高吸水树脂为材料的新型止浆塞,实现注浆与堵浆同时进行,注浆压力越大,止浆塞膨胀力越大,钻孔封堵严密,做到随堵随注、堵注结合。根据吸水树脂的特性,其在不同溶液下的吸水能力变化极大,为验证吸水树脂作为止浆塞的可能性及可靠性,需要对吸水树脂在不同浆液环境中的吸水膨胀性能进行实验,测定吸水树脂吸水率、保水率等参数,以此确定在封孔时所使用的吸水树脂的用量、加压强度及注浆时间等问题,同时吸水树脂在与水泥浆接触时,势必会导致水泥浆液性能的改变,影响水泥浆液的凝固后的强度。

1 高吸水树脂概述

高吸水树脂(简称SAP)是由亲水性基团和碳链构成的1 种具有三维交联网状结构的功能性高分子材料[6-7],在纯净水中能够吸收成百上千倍自身质量的水,并且其在常温下,即使在受压状态下,也不会快速失水,具有一定的保水性。……

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