锚网煤巷喷涂材料.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 101619187 B (45)授权公告日 2011.08.03 CN 101619187 B *CN101619187B* (21)申请号 200810138003.6 (22)申请日 2008.06.30 C09D 133/08(2006.01) C04B 28/00(2006.01) C04B 24/26(2006.01) (73)专利权人 兖州煤业股份有限公司 地址 273500 山东省济宁市邹城市鳧山路 40 号 专利权人 山东科技大学 (72)发明人 张震 贾宏俊 李付臣 初明祥 李建华 魏忠民 (74)专利代理机构 济南鲁科专利代理有限公司 37214 。

2、代理人 马军 KR 100816891 B1,2008.03.26, 史新春等 . 遂道喷射混凝土施工的质量控制 措施 .黑龙江交通科技 .2007,( 第 11 期 ), (54) 发明名称 锚网煤巷喷涂材料 (57) 摘要 一种煤矿采区煤巷用锚网煤巷喷涂材料， 在 水泥、 减水剂、 速凝剂组分的基础上， 增加聚丙烯 酸酯乳液对其改性。 并可以针对煤巷正常封闭、 小 淋水环境、 地质构造复杂三种不同喷射条件， 分别 增加 801 胶和粉煤灰、 硅粉和粉煤灰、 硅粉和砂， 以提高其力学性能及使用效果。该喷涂材料与煤 壁、 金属锚网粘结强度高 ； 极限延伸率高， 抗拉强 度高， 抗拉弹性模量低，。

3、 收缩小， 抗裂性显著提高 ； 抗渗性高， 密实性显著提高， 保护内部锚网抗侵 蚀， 显著减慢锈蚀速度 ； 抗老化性能好 ； 能达到延 缓锚网锈蚀和煤壁风化的目的。且喷层厚度薄而 均匀 ； 施工速度快， 回弹率低， 粉尘浓度小， 成本 低。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 杨伟超 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 4 页 CN 101619187 B1/1 页 2 1. 一种锚网煤巷喷涂材料， 其组分含水泥、 减水剂、 速凝剂和聚丙烯酸酯乳液 ； 针对煤 巷不同条件的三种情况， 在上述组分的基础上增加的组分、 以及各组分的配比。

4、如下 ： 在煤巷正常封闭时喷涂材料的组分中增加 801 胶、 粉煤灰 ； 各组分的配比为 ： 水泥聚丙烯酸酯乳液 801 胶粉煤灰减水剂速凝剂 100 3 5 3 4 8 10 1.5 3 1.5 3 ； 在煤巷小淋水环境下喷涂材料的组分中增加硅粉、 粉煤灰 ； 各组分的配比为 ： 水泥聚丙烯酸酯乳液硅粉粉煤灰减水剂速凝剂 100 3 5 2 3 7 9 1.5 3 1.5 3 ； 在煤巷地质构造复杂情况下喷涂材料的组分中增加硅粉、 砂 ； 各组分的配比为 ： 水泥聚丙烯酸酯乳液硅粉减水剂速凝剂砂 100 3.5 5 2.5 3 1.5 3 1.5 3 5 10。 权 利 要 求 书 CN 1。

5、01619187 B1/4 页 3 锚网煤巷喷涂材料 技术领域 0001 本发明涉及矿井巷道锚喷支护领域， 特别是一种适于煤矿采区煤巷锚网支护防止 金属锚网锈蚀和煤壁风化的锚网煤巷喷涂材料。 背景技术 0002 随着开采技术快速发展， 煤巷锚网支护总量已占煤矿支护巷道的80。 目前， 对采 区煤巷锚网支护采用的是干喷普通水泥砂浆或普通混凝土， 其材料组成及配比为 ： 0003 普通水泥砂浆的材料组成和配比为 ： 水泥砂速凝剂减水剂 1 2 2.5 0.03 0.05 0.03 0.04。水灰比 0.4 0.5。 0004 普通混凝土的材料组成和配比为 ： 水泥砂石子速凝剂减水剂 1 2 2.5。

6、 1 2 0.02 0.03 0.02 0.03。水灰比 0.38 0.45。 0005 由于井下空气潮湿及顶板淋水， 造成金属锚网和锚杆裸露部分锈蚀严重、 煤壁风 化的现象。因为煤壁风化引起严重松动， 造成锚杆支护失效， 巷道片帮冒顶。不仅影响正常 生产， 而且危及人员安全。 发明内容 0006 为了克服现有锚网煤巷锚喷材料不能解决采区煤巷金属锚网锈蚀、 煤壁风化问题 的不足， 本发明提供一种锚网煤巷喷涂材料， 它能够大大提高防止煤巷支护金属锚网锈蚀 和煤壁风化的能力。 0007 本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是 ： 0008 锚网煤巷喷涂材料的基本组分有水泥、 减水剂、 速凝剂和。

7、聚丙烯酸酯乳液 ； 针对煤 巷不同条件的三种情况， 在上述组分的基础上增加的组分、 以及各组分的配比如下 ： 0009 在煤巷正常封闭时喷涂材料的组分中增加 801 胶、 粉煤灰 ； 各组分的配比为 ： 0010 水泥聚丙烯酸酯乳液 801 胶粉煤灰减水剂速凝剂 100 3 5 3 4 8 10 1.5 3 1.5 3 ； 0011 在煤巷小淋水环境下喷涂材料的组分中增加硅粉、 粉煤灰 ； 各组分的配比为 ： 0012 水泥聚丙烯酸酯乳液硅粉粉煤灰减水剂速凝剂 100 3 5 2 3 7 9 1.5 3 1.5 3 ； 0013 在煤巷地质构造复杂情况下喷涂材料的组分中增加硅粉、 砂 ； 各组。

8、分的配比 为 ： 0014 水泥聚丙烯酸酯乳液硅粉减水剂速凝剂砂 100 3.5 5 2.5 3 1.5 3 1.5 3 5 10。 0015 本发明的有益效果是 ： 0016 在水泥材料中增加了聚丙烯酸酯乳液对其改性， 并针对采区煤巷不同的条件， 增 加 801 胶、 硅粉、 粉煤灰等材料来改变喷涂材料的力学性能及效果 ； 有效地解决了煤巷金属 锚网锈蚀、 煤巷风化等问题。具体表现在 ： 说 明 书 CN 101619187 B2/4 页 4 0017 粘结强度高， 与煤壁及钢筋粘结强度提高 3 倍以上。附着力强， 密实性显著提 高。抗渗性好、 提高 1.5 倍， 2 天吸水率降低 10 倍。

9、， 抗氯离子渗透能力提高 8 倍以上。能有 效地防止煤层风化、 延缓金属锚网锈蚀速度。 0018 极限延伸率大、 可提高 2.45 倍以上， 抗拉强度提高 40。 0019 抗拉弹性模量降低大于 37以上。 0020 收缩较小， 具有良好的抗裂和变形性能。 0021 能耐酸性化学介质腐蚀。 0022 抗老化性能好， 性能同普通水砂浆。 0023 无毒， 不污染环境， 不影响操作人员健康。阻燃、 抗静电、 安全。 0024 喷层厚度大大降低， 达到 2 5mm。喷层均匀、 完整。 0025 采用浆液喷涂， 喷涂速度快、 回弹量小、 无粉尘。 解决了现有锚喷技术回弹率高、 粉尘浓度大， 大大改变恶。

10、劣施工环境， 降低工人劳动强度。 0026 提高施工速度， 大幅降低成本， 较喷射砼每米降低 160 元以上。 具体实施方式 0027 下面结合实施例对本发明作进一步说明。 0028 一 . 喷涂材料的基本材料组成 ： 0029 锚网煤巷喷涂材料的基本材料组分及配比为 ： 0030 水泥聚丙烯酸酯乳液减水剂速凝剂 100 3 5 1.5 3 1.5 3。 0031 针对不同施工条件进行改进， 加入其他材料提高使用效果， 具体如下 ： 0032 煤巷正常封闭喷涂材料 ： 0033 采区煤巷正常封闭喷涂材料在基本组成材料的基础上， 增加 801 胶、 粉煤灰， 以提 高材料的粘结强度和浆液悬浮能力。

11、。此时的组分及配比为 ： 0034 水泥聚丙烯酸酯乳液 801 胶粉煤灰减水剂速凝剂 100 3 5 3 4 8 10 1.5 3 1.5 3。水灰比 0.4 0.5。 0035 水灰比是指水与水泥的重量比， 是控制喷涂材料浆液的浓度用的。 0036 实施例 1 ： 0037 兖州矿区某矿七采皮带巷是沿 3 层煤顶板掘进的矩形锚网巷道， 设计净宽 4.6m， 高 3.0m。平均煤厚 8.47m。直接底为粉砂岩及铝土质泥岩， 裂隙较发育， 有水平层理 ； 煤层 局部发育夹矸 ( 炭质泥岩 )， 破碎 ； 煤层伪顶不发育， 直接顶为粉砂岩、 泥岩， 泥质胶结， 裂隙 较发育， 水平及波状层理较多。。

12、 0038 采用正常封闭的采区煤巷喷涂材料的组分及配比喷涂， 即 ： 0039 水 泥 聚 丙 烯 酸 酯 乳 液 801 胶 粉 煤 灰 减 水 剂 速 凝 剂 100 3.5 3.5 9 2 1.5。 0040 水灰比为 0.5， 喷浆厚度 3 4mm。 0041 煤巷小淋水环境下的喷涂材料 ： 0042 在采区煤巷小淋水环境下喷涂材料在基本组成材料的基础上， 增加硅粉、 粉煤灰， 以提高材料的凝结强度、 凝结速度和浆液悬浮能力。此时的组分及配比为 ： 0043 水泥聚丙烯酸酯乳液硅粉粉煤灰减水剂速凝剂 100 3 5 2 说 明 书 CN 101619187 B3/4 页 5 3 7 9。

13、 1.5 3 1.5 3。水灰比 0.35 0.5。 0044 实施例 2 ： 0045 兖州矿区某矿十采区103上06消火道及中煤巷， 是沿三上煤层底板掘进的矩形锚 网巷道。设计净宽 4.2m， 高 3.2m。三上煤平均厚度为 6.2m。底板为灰白色中砂岩， 坚硬致 密， 硬度 f 10 ； 粉砂岩互层为灰灰白色， 斜层理和波状斜层理发育， 硬度 f 8 ； 直接顶 为深灰色粉砂岩， 裂隙发育， 比较破碎， 并伴有小淋水， 硬度 f 4 6。 0046 采用煤巷小淋水环境下喷涂材料的组分及配比喷涂， 即 ： 0047 水 泥 聚 丙 烯 酸 酯 乳 液 硅 粉 粉 煤 灰 减 水 剂 速 凝。

14、 剂 100 4 2 8 3 1.5。 0048 水灰比 0.35 0.5， 喷层厚度 1.5 5mm。 0049 煤巷地质构造复杂情况下的喷涂材料 ： 0050 在采区煤巷地质构造复杂情况下， 喷涂材料在基本组成材料的基础上， 增加硅粉、 细砂， 以提高材料的凝结强度、 凝结速度和充填能力， 此时的组分及配比为 ： 0051 水泥聚丙烯酸酯乳液硅粉减水剂速凝剂砂 100 3.5 5 2.5 3 1.5 3 1.5 3 5 10。 0052 实施例 3 ： 0053 在上述实施例1的七采皮带巷、 即沿3层煤顶板掘进的矩形锚网巷道中， 有部分巷 道区段， 裂隙发育， 顶板破碎严重， 断层较多， 。

15、水平层理及波状层理较多。 采用煤巷地质构造 复杂情况下的组分及配比喷涂， 即 ： 0054 水 泥 聚 丙 烯 酸 酯 乳 液 硅 粉 减 水 剂 速 凝 剂 砂 100 5 2.5 1.5 3 10。 0055 说明 ： 本发明特别适于在采区煤巷中应用， 在其它煤巷同样可用。 上述实施例 属个案， 随煤巷条件不同， 可根据具体情况， 在与之对应的三种组分及配比范围内， 作出调 整。 在上述三种条件下， 以基本材料组分及配比的喷涂材料施工同样可行， 但效果稍逊一 筹。 0056 二 . 喷涂材料各组分的说明 ： 0057 水泥 ： 可选用 525# 普通硅酸盐水泥。 0058 聚丙烯酸酯乳液 。

16、： 系用丙烯酸酯、 甲基丙烯酸酯共聚而成， 并采用特殊工艺及专 用乳化剂及助剂制成的以水为介质的乳液。 0059 801 胶 ： 由聚乙烯酸与甲醛在酸性介质中缩聚反应后再经氨基化而成。微黄色 或无色透明胶体 ； 无毒、 无味、 无腐蚀、 无污染、 不燃、 强度高。 0060 801 胶具有较好的耐磨性和粘性。在喷涂材料中加入 801 胶主要是提高喷涂浆液 的附着力， 调节喷涂浆液粘稠度， 提高初喷时的强度， 减少回弹。 0061 硅粉 ： 掺入硅粉具有火山灰效应和微集料效应， 改善材料的孔结构和密实性、 浆 液的泌水性、 粘聚性和流动性。 提高喷涂层强度 ； 抗渗性能好， 抗冲耐磨能力高， 抗。

17、空蚀能力 强， 具有抗氯盐及硫酸盐腐蚀能力， 能抑制碱骨料反应 ； 喷层高度密实， 保护内部钢筋抗化 学侵蚀， 锈蚀速度显著变慢。 0062 粉煤灰 ： 掺入粉煤灰能提高喷层的密实度， 降低喷涂材料的碱度， 使砼的抗硫酸 盐侵蚀能力大大提高， 同时减轻浆液的重度和机具的吸浆能力。 说 明 书 CN 101619187 B4/4 页 6 0063 喷涂设备 ： 采用电动注浆泵或风动注浆泵 1 台。如 ： JZB-200/7 型电动注浆泵， 功 率 15kW、 压力 6MPa、 出浆量 126L/min。拌料用风动搅拌桶 2 个。 0064 施工工序 ： 0065 准备好喷浆设备、 材料、 风水管。对电缆、 管路用塑料布包上保护。 0066 用风动搅拌桶按配比进行搅拌喷涂材料， 达到喷浆标准要求。 0067 开动注浆泵、 即喷浆机进行喷浆。先从一个方向喷一遍， 再从另一方向复喷一 遍， 顶部根据需要可复喷两次， 把煤壁裂隙和金属网四周喷均匀。喷浆时坚持先顶后帮， 从 上向下的顺序进行。 0068 喷浆时的操作顺序 ： 加水送风开起搅拌筒上料进行配制开启注浆泵喷 射。停机 ： 停料停电停风停水。如遇特殊情况先停电停风。 说 明 书 。