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塑性封堵防滅火材料
塑性封堵防滅火材料
更新:2019-06-12 16:08
名稱:塑性封堵防滅火材料
型號:塑性封堵防滅火材料
一、產品概述

由于受礦山壓力的動態作用,井下煤柱或密閉墻容易受壓破碎形成一定的漏風裂隙,造成遺煤區煤體氧化自燃,或者形成瓦斯等有害氣體向巷道擴散的通道。
現有封堵技術存在一些缺點,例如低粘度流體封堵材料易流失、利用率低;固結型充填材料凝結速度快、滲透率低;無機加固材料形成的固結體受礦壓作用易碎裂形成新的漏風裂隙;有機加固材料在應用過程中釋放大量熱量,溫度較高,有發生次生災害的危險。為避免上述缺點,徐州吉安礦業科技有限公司創新地提出了塑性封堵新技術,并研制了專用注漿設備及新材料。該產品由A料、B料兩種添加劑分別配合一定比例的骨料與水混合后,在常溫條件下以1:1的體積比混合反應生成塑性體材料。


二、形成機理

塑性封堵劑由A料、B料和骨料三種成分組成,其中A料為高分子聚合物,B料為引發劑,骨料為增效劑。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質在B料的作用下,分子內產生靜電排斥和水合作用,大分子結構由卷曲狀態逐漸伸展,周圍大量水分子被吸附,自由水減少,粘度升高,最終形成空間網狀結構。骨料摻入后,被空間網狀結構中的聚合物緊緊吸附并包裹,最終形成更緊密的空間網狀結構。空間網狀結構達到一定的大小后,分子內的斥力和引力達到一定的平衡,空間網狀結構不再進一步增大,此時材料形成的粘度既能保證對裂隙的有效封堵又能保證塑性流動,有效擴散,且材料不易分解變化,能保持持久的封堵效果。


三、技術特點

(1)常溫反應,生成過程不放熱;

(2)可塑性好,初始粘度低,易于材料擴散滲透,隨時間增加粘度逐漸增高,形成膏體狀塑性材料,在礦壓動態作用下可扭曲變形,避免新裂隙產生,保證封堵效果;

(3)高粘度流體,不固化,在泵壓作用下可持續滲流,單一鉆孔可重復多次注漿,極大的提高了注漿鉆孔的利用率,并持久保持良好的密封;

(4)抗靜電、阻燃、可用于瓦斯封堵。


四、封堵性能

為驗證該技術的封堵性能,在實驗室設計了封堵性能測試裝置,如下圖。
 
 
 
  
(a)注漿開始前                       (b)注漿結束后
圖2 塑性封堵性能模擬實驗


 
  
(c)抽氣停止后15min                     (d)抽氣停止后120min
圖3 塑性封堵性能抽氣實驗

 
 
圖4 封堵漏風性能負壓監測值變化趨勢


 
五、應用地點

主要應用于井下破碎煤巖體、密閉墻漏風裂隙的封堵:

(1)區段煤柱破碎空峒及漏風裂隙的封堵;

(2)采區或工作面封閉墻圍巖煤體漏風裂隙的封堵;

(3)已經封閉老空區密閉墻裂隙的封堵;

(4)煤巷及半煤巖巷圍巖松動圈破碎裂隙的封堵;

5)瓦斯抽采孔、抽放孔圍巖裂隙的封堵。
 
 
六、技術參數
(1)單體參數

參數 A料 B料
密度(g·cm-3/25℃) 1 1.01
粘度(mPa·s/25℃) ﹤20 ﹤20
混合質量比 1 1
保質期/月 6 6
阻燃性能 不燃燒 不燃燒
 

(2)聚合物參數

參數 聚合物
反應溫度 常溫
成膠時間 ﹤10s
混合后初始粘度(mPa·s/25℃) >30萬
最終粘度,24h后(mPa·s/25℃) >70萬
阻燃性能 不燃燒
 

七、應用工藝

A料、B料分別配合一定比例的骨料與水混合形成預混液,通過雙液注漿泵輸送至前端混合裝置,經后由鉆孔注入破碎煤巖體,其注漿工藝流程如下圖所示。
 

通訊地址:江蘇省徐州市中國礦業大學科技城   聯系電話:0516-80202990   傳真:0516-80202990    

蘇公網安備 32031102000627號

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