本发明涉及一种注浆封孔材料，具体为一种煤矿瓦斯抽采钻孔用高强度封孔剂。
背景技术：
由于井下瓦斯抽采工作的不断进行，常存在封孔质量差、漏风量大以及伴生的破碎煤体易自燃等问题，因此，迫切需要一种新的具有膨胀特性、且高效、低温的瓦斯抽采钻孔封孔剂，在提高封孔质量的同时降低钻孔附近破碎煤体的自燃风险，保障瓦斯抽采工作安全高效的进行。
目前，瓦斯抽采封孔剂主要是聚氨酯类材料和普通硅酸盐水泥砂浆。普通硅酸盐水泥砂浆固结速度慢，凝固后会产生大量收缩裂隙，膨胀倍数低，不能密封封孔段，封孔质量差；聚氨酯类封孔材料虽然在性能方面比较优越，但价格昂贵、在凝结过程中反应温度高达130~140℃，极易引发煤体自燃，危害人体健康和社会安全。
技术实现要素：
本发明克服了现有技术的不足，提出一种高强度、高膨胀的煤矿瓦斯抽采钻孔用高强度封孔剂。
为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。
一种煤矿瓦斯抽采钻孔用高强度封孔剂，其特征在于，由以下质量份数的原料制备而成：石墨烯2-5份、玄武岩短纤维4-8份、硅酸盐水泥50-70份、石膏20-25份、粉煤灰10-15份、膨胀剂2-5份、外加剂2-5份。
优选的，由以下质量份数的原料制备而成：石墨烯4份、玄武岩短纤维7份、硅酸盐水泥69份、石膏25份、粉煤灰15份、膨胀剂3份、外加剂3份。
优选的，所述膨胀剂包括以下原料：铝矾土、硫铝酸钙、氧化镁和氧化钙。
优选的，所述外加剂包括速凝剂、调凝剂、早强剂和减水剂。
更优的，所述减水剂为聚醚、聚酯、改性醇醚类聚羧酸减水剂。
更优的，所述调凝剂为多羟基化合物、羟基羧酸盐及其衍生物、硼酸盐、磷酸盐中的一种或任意组合。
优选的，所述玄武岩短纤维的长度为0.5-2mm。
本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：
1、本发明提供的无机封孔剂的膨胀性能好，膨胀率最高可达50%，能够有效将孔内封实，有效减少钻孔漏气通道，延长瓦斯抽采期、提高瓦斯抽采浓度。
2、所述无机封孔剂强度高、不开裂、凝结速度适中、渗透性强、价格便宜、反应温度低，降低了破碎煤体自燃风险，切实保障瓦斯抽采工作安全高效进行。
3、在充分考虑到钻孔密封原理，封孔剂和钻孔在应力作用下随时间变化关系的基础上，所述无机封孔剂塑性优良，会与钻孔发生同步变形而自身免受破坏，有利于后期封孔质量的提高。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
实施例1
一种煤矿瓦斯抽采钻孔用高强度封孔剂，由以下质量份数的原料制备而成：石墨烯2份、玄武岩短纤维7份、硅酸盐水泥65份、无水石膏20份、粉煤灰10份、铝矾土1份、硫铝酸钙2份、氧化镁0.5份、氧化钙0.5份、粉体聚羧酸减水剂2份、醋酸钙1份、磷酸钙0.5份、铝酸钠0.2份、碳酸钠0.1份、生石灰0.1份；其中玄武岩短纤维的长度为0.5-2mm。
将以上的原料混合成均匀的粉体，制得的粉体材料与一定量水混合搅拌后制成封孔剂，其中水灰质量比0.5：1。
实施例2
一种煤矿瓦斯抽采钻孔用高强度封孔剂，由以下质量份数的原料制备而成：石墨烯4份、玄武岩短纤维7份、硅酸盐水泥69份、无水石膏25份、粉煤灰15份、铝矾土1份、硫铝酸钙1份、氧化镁0.5份、氧化钙0.5份、粉体聚羧酸减水剂1份、醋酸钙1份、磷酸钙0.5份、铝酸钠0.2份、碳酸钠0.2份、生石灰0.1份；其中玄武岩短纤维的长度为0.5-2mm。
将以上的原料混合成均匀的粉体，制得的粉体材料与一定量水混合搅拌后制成封孔剂，其中水灰质量比0.5：1。
实施例3
一种煤矿瓦斯抽采钻孔用高强度封孔剂，由以下质量份数的原料制备而成：石墨烯5份、玄武岩短纤维5份、硅酸盐水泥50份、无水石膏25份、粉煤灰15份、铝矾土2份、硫铝酸钙1份、氧化镁1份、氧化钙0.5份、粉体聚羧酸减水剂1份、醋酸钙1.5份、磷酸钙1份、铝酸钠0.2份、碳酸钠0.1份、生石灰0.2份；其中玄武岩短纤维的长度为0.5-2mm。
将以上的原料混合成均匀的粉体，制得的粉体材料与一定量水混合搅拌后制成封孔剂，其中水灰质量比0.5：1。
实施例4
一种煤矿瓦斯抽采钻孔用高强度封孔剂，由以下质量份数的原料制备而成：石墨烯4份、玄武岩短纤维8份、硅酸盐水泥70份、无水石膏22份、粉煤灰12份、铝矾土1份、硫铝酸钙1份、氧化镁0.5份、氧化钙0.5份、粉体聚羧酸减水剂1份、醋酸钙1份、磷酸钙0.5份、铝酸钠0.2份、碳酸钠0.2份、生石灰0.1份；其中玄武岩短纤维的长度为0.5-2mm。
将以上的原料混合成均匀的粉体，制得的粉体材料与一定量水混合搅拌后制成封孔剂，其中水灰质量比0.5：1。
实验例
按照国家标准对实施例1-4制备的封孔剂进行性能测试，测试结果见下表：
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
1.一种煤矿瓦斯抽采钻孔用高强度封孔剂，其特征在于，由以下质量份数的原料制备而成：石墨烯2-5份、玄武岩短纤维4-8份、硅酸盐水泥50-70份、石膏20-25份、粉煤灰10-15份、膨胀剂2-5份、外加剂2-5份。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿瓦斯抽采钻孔用高强度封孔剂，其特征在于，由以下质量份数的原料制备而成：石墨烯4份、玄武岩短纤维7份、硅酸盐水泥69份、石膏25份、粉煤灰15份、膨胀剂3份、外加剂3份。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿瓦斯抽采钻孔用高强度封孔剂，其特征在于，所述膨胀剂包括以下原料：铝矾土、硫铝酸钙、氧化镁和氧化钙。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿瓦斯抽采钻孔用高强度封孔剂，其特征在于，所述外加剂包括速凝剂、调凝剂、早强剂和减水剂。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿瓦斯抽采钻孔用高强度封孔剂，其特征在于，所述减水剂为聚醚、聚酯、改性醇醚类聚羧酸减水剂。
6.根据权利要求4所述的一种煤矿瓦斯抽采钻孔用高强度封孔剂，其特征在于，所述调凝剂为多羟基化合物、羟基羧酸盐及其衍生物、硼酸盐、磷酸盐中的一种或任意组合。
7.根据权利要求1所述的一种煤矿瓦斯抽采钻孔用高强度封孔剂，其特征在于，所述玄武岩短纤维的长度为0.5-2mm。
技术总结