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塑性封堵防灭火材料
塑性封堵防灭火材料
更新:2018-05-11 16:32
名称:塑性封堵防灭火材料
型号:塑性封堵防灭火材料
一、产品概述

由于受矿山压力的动态作用,井下煤柱或密闭墙容易受压破碎形成一定的漏风裂隙,造成遗煤区煤体氧化自燃,或者形成瓦斯等有害气体向巷道扩散的通道。
现有封堵技术存在一些缺点,例如低粘度流体封堵材料易流失、利用率低;固结型充填材料凝结速度快、渗透率低;无机加固材料形成的固结体受矿压作用易碎裂形成新的漏风裂隙;有机加固材料在应用过程中释放大量热量,温度较高,有发生次生灾害的危险。为避免上述缺点,徐州吉安矿业科技有限公司创新地提出了塑性封堵新技术,并研制了专用注浆设备及新材料。该产品由A料、B料两种添加剂分别配合一定比例的骨料与水混合后,在常温条件下以1:1的体积比混合反应生成塑性体材料。


二、形成机理

塑性封堵剂由A料、B料和骨料三种成分组成,其中A料为高分子聚合物,B料为引发剂,骨料为增效剂。骨料在A、B料中按相同的比例添加,A料和B料混合后,A料中的高分子聚合物质在B料的作用下,分子内产生静电排斥和水合作用,大分子结构由卷曲状态逐渐伸展,周围大量水分子被吸附,自由水减少,粘度升高,最终形成空间网状结构。骨料掺入后,被空间网状结构中的聚合物紧紧吸附并包裹,最终形成更紧密的空间网状结构。空间网状结构达到一定的大小后,分子内的斥力和引力达到一定的平衡,空间网状结构不再进一步增大,此时材料形成的粘度既能保证对裂隙的有效封堵又能保证塑性流动,有效扩散,且材料不易分解变化,能保持持久的封堵效果。


三、技术特点

(1)常温反应,生成过程不放热;

(2)可塑性好,初始粘度低,易于材料扩散渗透,随时间增加粘度逐渐增高,形成膏体状塑性材料,在矿压动态作用下可扭曲变形,避免新裂隙产生,保证封堵效果;

(3)高粘度流体,不固化,在泵压作用下可持续渗流,单一钻孔可重复多次注浆,极大的提高了注浆钻孔的利用率,并持久保持良好的密封;

(4)抗静电、阻燃、可用于瓦斯封堵。


四、封堵性能

为验证该技术的封堵性能,在实验室设计了封堵性能测试装置,如下图。
 
 
 
  
(a)注浆开始前                       (b)注浆结束后
图2 塑性封堵性能模拟实验


 
  
(c)抽气停止后15min                     (d)抽气停止后120min
图3 塑性封堵性能抽气实验

 
 
图4 封堵漏风性能负压监测值变化趋势


 
五、应用地点

主要应用于井下破碎煤岩体、密闭墙漏风裂隙的封堵:

(1)区段煤柱破碎空峒及漏风裂隙的封堵;

(2)采区或工作面封闭墙围岩煤体漏风裂隙的封堵;

(3)已经封闭老空区密闭墙裂隙的封堵;

(4)煤巷及半煤岩巷围岩松动圈破碎裂隙的封堵;

5)瓦斯抽采孔、抽放孔围岩裂隙的封堵。
 
 
六、技术参数
(1)单体参数

参数 A料 B料
密度(g·cm-3/25℃) 1 1。01
粘度(mPa·s/25℃) ﹤20 ﹤20
混合质量比 1 1
保质期/月 6 6
阻燃性能 不燃烧 不燃烧
 

(2)聚合物参数

参数 聚合物
反应温度 常温
成胶时间 ﹤10s
混合后初始粘度(mPa·s/25℃) >30万
最终粘度,24h后(mPa·s/25℃) >70万
阻燃性能 不燃烧
 

七、应用工艺

A料、B料分别配合一定比例的骨料与水混合形成预混液,通过双液注浆泵输送至前端混合装置,经后由钻孔注入破碎煤岩体,其注浆工艺流程如下图所示。
 

通讯地址:江苏省徐州市中国矿业大学科技城   联系电话:0516-80202990   传真:0516-80202990    
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