CN109957085A - 一种窄煤柱堵漏风柔性材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种窄煤柱堵漏风柔性材料，其中A组份由聚醚多元醇MN500、聚醚多元醇DL400、催化剂组成；B组份为异氰酸酯、环氧树脂、酚醛树脂中至少一种。本发明的有益效果是工艺简单、输送性好、适应性强、有效时间长，随着工作面的推进，可以做到多次封堵，改变了传统堵漏风材料有效堵漏时间短、需反复灌注等缺陷，提高了材料的封堵效果和有效时间。
Description
技术领域
本发明属于煤炭开采技术领域，涉及一种窄煤柱堵漏风柔性材料。
背景技术
我国煤炭开采条件复杂、灾害严重，安全问题一直是制约煤炭工业健康发展 的主要因素之一。在我国国有重点煤矿中，存在煤炭自燃威胁的矿井占矿井总数 的50％，因煤炭自燃而引起的火灾占矿井火灾总数的90％以上。尤其是漏风导致 的采空区遗煤自燃，其给煤矿带来了大量损失，严重威胁着工作人员的生命和财 产安全，影响回采工作的正常进行。为提高煤炭产量，满足社会各行业对煤炭的 需求，各大煤矿在条件允许的情况下采用综合机械化采煤工艺，该采煤工艺采煤 效率高、成本低、经济效益好，但其推进速度快，会产生大量采空区，增加了安 全隐患。另一方面随着我国各煤矿釆深的不断加大，尤其是高产高效的综采放顶 煤开釆方法的普遍推广，开采强度高，釆动影响范围广，造成的应力集中很容易 导致煤巷周围煤体被压酥、破裂，从而形成漏风通道。在作业期间，临空侧巷道内的新鲜空气会逐渐渗入煤柱，通过该漏风通道进入上一区段采空区，为采空区 遗煤自燃提供了条件。安全是煤矿正常生产的前提条件。众所周知，煤矿瓦斯涌 出、矿尘爆炸、顶板冒落、采空区遗煤自燃等灾害严重威胁着采矿工作人员的生 命安全，影响煤矿开采工作的正常进行，使煤矿遭受经济损失。尤其是漏风导致 的采空区遗煤自燃，给煤矿带来了大量损失。据统计我国大约50％的煤矿存在 自燃发火的危险，90％以上的矿井火灾由采空区遗煤自燃导致。矿井火灾一旦发 生，火势就会迅速蔓延，且受矿井条件限制不易扑救，其产生的有害气体和烟雾 等更是直接伤害着工作人员。除了烧毁生产设备，出于灭火需要还会使得大量煤 炭资源被封存不可开采。煤矿的自燃所造成的煤炭损失已达四十二亿吨，而且仍在增加，煤炭自燃还可能引发瓦斯灾害等事故，造成极大的经济损失和人员伤亡。
发明内容
本发明的目的在于提供一种窄煤柱堵漏风柔性材料，本发明的有益效果是工 艺简单、输送性好、适应性强、有效时间长，随着工作面的推进，可以做到多次 封堵，改变了传统堵漏风材料有效堵漏时间短、需反复灌注等缺陷，提高了材料 的封堵效果和有效时间。
本发明所采用的技术方案是由A、B两个组份构成。其中A组份由聚醚多元 醇MN500、聚醚多元醇DL400、催化剂组成；B组份为异氰酸酯、环氧树脂、 酚醛树脂中至少一种。
进一步，A组份质量百分比组成是：聚醚多元醇MN50060～80％、聚醚多元 醇DL40020～40％、催化剂0.5～1％。
进一步，B组份为异氰酸酯、环氧树脂、酚醛树脂中至少一种。
进一步，A组份中的催化剂为二月桂酸二丁基锡。
进一步，制备方法包括以下几个步骤：
步骤一，选取一定量聚醚多元醇MN500、聚醚多元醇DL400、二月桂酸二 丁基锡混合加入不锈钢混配釜内并在80r/min下搅拌2～3h，即得外观为无色透明、 黏度在80～110mPa·s的粘稠液体。
步骤二，调节溶液的PH值，加入适量的水来调节最终产物的量与粘稠度， 即得组份A。
步骤三，选取一定量的异氰酸酯、环氧树脂、酚醛树脂中至少一种并加入适 量的水来调节粘稠度与PH值，即得组份B。
进一步，封堵作业时通过双组份注浆泵将A、B两组份压注进煤柱钻孔内。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1：将质量为75～80％聚醚多元醇MN500、质量为20～25％聚醚多元 醇DL400、质量为0.5～1％的二月桂酸二丁基锡混合加入不锈钢混配釜内并在 80r/min下搅拌2～3h。加水制备浓度为30％的溶液，即得组份A。再选取一定量 的异氰酸酯并加水制备浓度为50％的溶液，即得组份B。调节A组分与B组分 温度为(23±2)℃，按照A组分与B组分体积比1∶1加料，采用电动搅拌机在转 速为2700r/min下搅拌8～10s。
实施例2：将质量为70～75％聚醚多元醇MN500、质量为25～30％聚醚多元 醇DL400、质量为0.5～1％的二月桂酸二丁基锡混合加入不锈钢混配釜内并在 80r/min下搅拌2～3h。加水制备浓度为30％的溶液，即得组份A。再选取一定量 的异氰酸酯并加水制备浓度为50％的溶液，即得组份B。调节A组分与B组分 温度为(23±2)℃，按照A组分与B组分体积比1∶1加料，采用电动搅拌机在转 速为2700r/min下搅拌8～10s。
实施例3：将质量为65～70％聚醚多元醇MN500、质量为30～35％聚醚多元 醇DL400、质量为0.5～1％的二月桂酸二丁基锡混合加入不锈钢混配釜内并在 80r/min下搅拌2～3h。加水制备浓度为30％的溶液，即得组份A。再选取一定量 的异氰酸酯并加水制备浓度为50％的溶液，即得组份B。调节A组分与B组分 温度为(23±2)℃，按照A组分与B组分体积比1∶1加料，采用电动搅拌机在转 速为2700r/min下搅拌8～10s。
实施例4：将质量为60～65％聚醚多元醇MN500、质量为35～40％聚醚多元 醇DL400、质量为0.5～1％的二月桂酸二丁基锡混合加入不锈钢混配釜内并在 80r/min下搅拌2～3h。加水制备浓度为30％的溶液，即得组份A。再选取一定量 的异氰酸酯并加水制备浓度为50％的溶液，即得组份B。调节A组分与B组分 温度为(23±2)℃，按照A组分与B组分体积比1∶1加料，采用电动搅拌机在转 速为2700r/min下搅拌8～10s。
以上四种实例制备的智能堵漏风材料性能参数见表1。
表1
| 编号 | 黏度(mPa·s) | 压缩强度(MPa) | 拉伸强度(Mpa) |
| 实施例1 | 100 | 5.21 | 2.04 |
| 实施例2 | 94 | 4.86 | 2.77 |
| 实施例3 | 86 | 4.02 | 3.21 |
| 实施例4 | 79 | 3.53 | 3.57 |
综合表1材料的粘度、所需强度等，最终选取了聚醚多元醇MN500与聚醚 多元醇DL400质量比为80/20，所得A组分粘度为100mPa·s，可以保证材料注 浆时能够轻易地渗透到细小的孔隙及裂缝中，使得堵漏风效果更好。
本发明材料的优点还在于：
(1)工艺简单，绿色环保。该材料使用聚醚多元醇MN500、聚醚多元醇 DL400、二月桂酸二丁基锡、异氰酸酯制备，原材料比较容易获取，产物是一种 绿色环保液态高分子材料，有广泛的应用前景。
(2)输送性好。该材料是一种绿色环保液态高分子有机材料，分为A、B 两个组份，封堵作业时，通过双组份注浆泵将A、B两组份压注进煤柱。该材料 具有良好的流动性，可实现长距离输送。
(3)适应煤柱漏风通道变化能力强。随着工作面的推进，在矿压的影响下， 液体表面的薄膜受到一定的强度会发生破裂，使内部的液体向外部的自由空间流 出，表面失水后形成二次封堵。在工作面的不断推进的过程中，该过程在不断地 发生。随着漏风通道的变化，液体的流动位置会相应发生变化，提高了材料的封 堵效果和使用寿命。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的 限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变 化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种窄煤柱堵漏风柔性材料，其特征在于：由A、B两个组份构成，其中A组份由聚醚多元醇MN500、聚醚多元醇DL400、催化剂组成；B组份为异氰酸酯、环氧树脂、酚醛树脂中至少一种。
2.按照权利要求1所述一种窄煤柱堵漏风柔性材料，其特征在于：所述A组份质量百分比组成是：聚醚多元醇MN500 60～80％、聚醚多元醇DL400 20～40％、催化剂0.5～1％。
3.按照权利要求1所述一种窄煤柱堵漏风柔性材料，其特征在于：所述B组份为异氰酸酯、环氧树脂、酚醛树脂中至少一种。
4.按照权利要求1所述一种窄煤柱堵漏风柔性材料，其特征在于：所述A组份中的催化剂为二月桂酸二丁基锡。
5.按照权利要求1所述一种窄煤柱堵漏风柔性材料，其特征在于：所述窄煤柱堵漏风柔性材料制备方法包括以下几个步骤：
步骤一，选取一定量聚醚多元醇MN500、聚醚多元醇DL400、二月桂酸二丁基锡混合加入不锈钢混配釜内并在80r/min下搅拌2～3h，即得外观为无色透明、黏度在80～110mPa·s的粘稠液体；
步骤二，调节溶液的PH值，加入适量的水来调节最终产物的量与粘稠度，即得组份A；
步骤三，选取一定量的异氰酸酯、环氧树脂、酚醛树脂中至少一种并加入适量的水来调节粘稠度与PH值，即得组份B。
6.按照权利要求1所述一种窄煤柱堵漏风柔性材料，其特征在于：封堵作业时通过双组份注浆泵将所述A、B两组份压注进煤柱钻孔内。
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