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礦用新型無機輕質自發泡充填密閉材料研發成功

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礦用新型無機輕質自發泡充填密閉材料研發成功

發布日期:2021-03-03 15:45:46 作者:王國軍 點擊:3822

隨著煤礦井下開采深度的逐漸增加,普遍存在圍巖地壓大、斷層構造多、巖層松散易破碎和遇水膨脹等惡劣條件,巷道掘進過程中發生大范圍冒頂事故比例逐步上升。冒頂事故處理不當,不僅影響掘進施工速度,還會引發二次冒頂和瓦斯等有害氣體積聚,嚴重危害煤礦安全。傳統治理巷道冒頂的方法包括金屬支架木垛法、錨網噴法以及鉆注法等,均存在操作不便且無法保障施工安全的問題;聚氨酯和酚醛樹脂等有機高分子發泡材料,施工過程中釋放刺激性有害氣體,產生大量的熱量而引起燒芯現象,已造成多起火災事故,該類產品已被明令禁止使用。

一些無機發泡充填材料,雖然反應溫度低、成本相對較低,但存在膨脹倍數低成型固化后比重大、成型過慢、凝結時間過長等性能不足之處,具體包括:

①比重大、發泡倍數低,不適合用于煤礦井下高冒區、上下隅角等充填密封密閉,高冒區的支護安全性難以達到。

②發泡倍數低、單方比重大,造成材料用料量較大,充填成本高。

③部分材料初凝時間過長,流動性過大,發泡體堆積性能很差,不適合在特定區域空間內充填密封密閉,或對特定區域的緊急快速充填密封的防滅需求。材料充填后容易坍塌流失到四處,無法快速充填密封特定的空間并有效地接頂實現整體性密閉,從而導致一系列的如瓦斯泄漏聚集、或火區復燃情況發生等安全隱患。而另一些現有充填材料的凝固時間過快、不便于遠距離施工,對施工帶來較大的人力成本和施工難度。

④充填質量不穩定的缺陷:泡沫滲透能力不足、無法良好地接頂、充填后存空隙、著力不夠、難以達到可靠有效密封密閉的目的,尤其不適用于高冒區、上下隅角等處的充填處理。

山東安實綠色開采技術發展有限公司最新研發了一種用于密閉充填的輕質自發泡材料,該材料具有以下特點:

(1)常溫自發泡:采用創新性無機發泡技術,材料加水攪拌后15min左右開始發泡,發泡后材料體積膨脹3~10倍,常溫反應,常溫固化,不向周圍環境釋放熱量;

(2)輕質抗壓:無機泡沫體發泡3-10倍,密度低,質量輕,且具有一定的抗壓強度(水灰比2:1時單軸抗壓強度可達0.3MPa以上);

(3)氣密性好:材料固化后的無機泡沫體閉孔率高,透氣率低,不收縮,不風化,不開裂,高效封堵;

(4)阻燃耐高溫:本材料屬無機材料,不燃亦不助燃,高溫環境下不坍塌破壞,持續保持封堵效果;

(5)安全環保:本材料無毒無害,采用濕式施工工藝,不影響生產作業環境;

(6)工藝簡單成本低:本材料加水攪拌后泵送充填即可,相較于其他有機高分子材料,本材料成本、裝備、人員投入等相對更低。

 

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