[发明专利]煤岩体喷涂密闭材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤岩体喷涂密闭材料，属于有机/无机复配材料技术领域。

背景技术

在我国能源工业中，煤炭占一次性能源生产和消费的70％，所以煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源。因此，煤矿安全是我国安全生产工作的重中之重。

煤岩体开裂导致瓦斯积聚、漏水、漏风等问题，是影响煤矿安全的主要原因，煤岩体喷涂密闭技术是消除这些灾害的方法之一。其通过液压、气压的方法把煤岩体喷涂密闭材料注入到煤岩体的裂缝或孔隙中，然后固化，使煤岩体形成强度高、抗渗性好、稳定性高的新结构体，从而使煤岩体具有较高的强度(固结作用)；或者使之获得较低的渗透性(抗渗作用)。

矿井漏风不但会减少矿井有效风量，增加主风扇电耗，而且会引起煤炭自燃，造成瓦斯积聚，使通风系统复杂化，降低了矿井的防灾、抗灾能力，因而煤矿巷道漏风的防治，一直是矿井安全生产的重要课题。巷道防漏风的难点在于漏风面积大，漏风裂隙较为隐蔽且分布广泛，施工困难。

采用喷涂法防漏风，具有直接、高效、经济的特点，但对喷涂密闭材料的性能要求较高；同时，煤矿井下存在的潮湿、易燃等特殊环境，也对煤岩体喷涂密闭材料有特定的要求：

1)一定的流动性：无论是加固还是充填、堵漏，较低黏度可使煤岩体喷涂密闭材料顺利进入施工区域。

2)适当的固化时间：煤岩体喷涂密闭材料需要快速固化，以保证施工效果；而加固材料的固化时间太快或太慢，都将不利于施工及其质量。

3)足够的粘结强度：保证其能与缝隙壁之间牢固的粘结。

4)良好的抗压强度：保证被加固被封堵的部位能承受一定的压力。

5)固化时无收缩现象：避免聚合体与缝面的局部脱空，使平均强度降低。

6)优异的持久性和防渗透能力：保证在较长时间内，矿井内施工的安全。

7)特别的阻燃性：保证其在瓦斯环境中不燃烧、不助燃。

此外，煤岩体喷涂密闭材料还要有一定的膨胀性，一方面使材料更好地扩散，一方面能与边壁更紧密的接触。加固材料还要有良好的抗冲击强度。

传统的水泥类材料，虽然具有很好的粘结强度和阻燃性，但普遍存在流动性较差的问题，且固化速度不理想。

基于上述现状，为煤矿安全生产，提供一种性能良好的煤岩体喷涂密封材料，十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤岩体喷涂密封材料。

本发明所述的煤岩体喷涂密封材料由两组分构成，其一为高分子乳液，另一组分为高阻燃粉体材料。

高分子乳液可以是聚醋酸乙烯乳液、丙烯酸乳液、乙烯-醋酸乙烯(VAE)乳液、丁苯乳液中一种，或是这些乳液中的两种或两种以上的乳液，经复配而成的混合乳液。

聚醋酸乙烯乳液的粘结力强，硬度低，抗拉伸形变能力较好。

所述的乙烯-醋酸乙烯(VAE)乳液优选使用醋酸乙烯含量在70％～95％范围内的产品。

丁苯乳液是由丁二烯与苯乙烯乳液共聚而得，简称SBRL。相对密度0.9～1.05。结合苯乙烯量为23％～85％，大量生产的丁苯乳液结合苯乙烯量在23％～25％，而高苯乙烯乳液(SBR-HSL)结合苯乙烯量则高达80％～85％。一般方法制得的丁苯乳液总固含量为40％～50％，而高固乳液总固含量则在63％～69％。

所述的丙烯酸乳液可以是纯丙乳液、苯丙乳液或醋丙乳液。

纯丙乳液具有良好的抗拉伸形变力学性能。

苯丙乳液(苯乙烯-丙烯酸酯乳液)是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得。

根据工艺及功能的不同，苯丙乳液主要有以下分类：

(1)有机硅改性苯丙乳液

有机硅改性苯丙乳液简称硅苯丙乳液。有机硅具有优良的耐高低温、耐紫外线和耐红外辐射、耐氧化降解等性能，用有机硅对苯丙乳液进行改性，可以明显提高其耐候性、保光性、弹性和耐久性等。

(2)有机氟改性苯丙乳液

以有机氟聚合物或氟改性有机聚合物为主要成膜物质的涂料，具有优异的耐候性、耐久性、耐化学品性和防腐性、耐磨性、绝缘性、非豁附性及耐污染性等性能，广泛地应用于建筑、航空、电子、电气、机械及家庭日用品、木器家具等领域，是一种集高、新、特于一身的性能优异的涂料，在涂料工业中占有十分重要的地位，享有“涂料王”的美称。

(3)环氧树脂改性苯丙乳液

环氧改性苯丙乳液既具有环氧树脂高强度、耐腐蚀、附着力强的优点，又具有苯丙乳液的耐候性、光泽好等特点，其涂膜的硬度、耐污染性及耐水性优良，有很大的推广价值。