[发明专利]一种井下采空区弹性固化泡沫材料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及井下采空区防火灭火技术领域，尤其涉及一种井下采空区弹性固化泡沫材料及其应用。

背景技术

井下采空区密闭墙是封堵工作面采空区技术中应用最为广泛、效果最为明显的一种技术，该技术通过隔断通往采空区的漏风通道，减少向采空区供氧，达到预防采空区遗煤自燃的目的。目前，井下采空区密闭墙主要有：无机材料密闭墙、有机材料密闭墙和混合材料密闭墙三种形式。

传统的无机材料密闭墙采用人工砌筑砖石、浇筑混凝土、水泥沙喷构筑等方式。这种密闭墙施工工艺简单、材料成本低、技术成熟、实践经验丰富，被广大设计人员熟识，该密闭墙所用材料属于刚性材料，不具备塑性变形特点，当受顶板、底板运动及工作回采强烈动压冲击影响时，很容易造成密闭墙体的破裂；有机材料密闭墙是利用高聚物聚合原理，将高分子预聚体注入待封堵区域，原材料混合后发生交联反应，堵住漏风通道，常用的有机材料主要包括罗克休、马丽散、艾格劳尼、米诺华、膨胀水泥充填剂等，有机材料密闭墙抗压效果较差，矿井一旦发生瓦斯爆炸，这些密闭墙根本无法承受几千帕，甚至是几兆帕的冲击压力；混合材料密闭墙是将上述2种密闭方式相结合，墙体下方采用砖石混凝土等无机材料，接顶部位采用有机材料，同样存在井下采空区抗压性能差的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种井下采空区弹性固化泡沫材料及其应用。本发明提供的井下采空区弹性固化泡沫材料抗压能力强，能满足不同井下采空区环境的需要。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种井下采空区弹性固化泡沫材料，由包括以下重量份数的原料制备得到：多异氰酸酯30～50份，多元醇化合物2～10份，发泡剂1～5份，扩链剂2～6份，交联剂1～6份，阻燃剂0～10份，泡沫稳定剂1～4份，防老剂0～3份，填料0～6份，催化剂0.1～2份，软化剂0～5份。

优选地，所述多异氰酸酯包括多苯基多亚甲基多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和二甲苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种的混合物。

优选地，所述多元醇化合物为聚酯多元醇和/或聚醚多元醇。

优选地，所述发泡剂为氢化氟烷烃、正戊烷或液态CO₂。

优选地，所述催化剂为有机锡类或叔胺类催化剂。

优选地，所述有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡；所述叔胺类催化剂为三亚乙基二胺或三乙醇胺。

优选地，所述扩链剂为二元胺或二元醇。

优选地，所述交联剂为三官能度或四官能度有机醇类化合物。

本发明还提供了上述技术方案所述井下采空区弹性固化泡沫材料在井下采空区密闭墙中的应用。

优选地，采用充填模版施工方法制备井下采空区密封墙，包括以下步骤：

在井下采空区预定密闭墙位置设置两道填充模版，所述填充模版之间形成待填充空间，所述模版与井下采空区巷道高度相同，在模版上方沿井下采空区巷道顶板最高点设置注浆孔，将所述井下采空区弹性固化泡沫材料经注浆孔注满待填充空间，得到井下采空区密封墙。