王國(guó)軍 張盛敏(山東省煤炭技術(shù)服務(wù)有限公司，山東 濟(jì)南 250032)

煤礦用高分子灌漿材料

王國(guó)軍 張盛敏(山東省煤炭技術(shù)服務(wù)有限公司，山東 濟(jì)南 250032)

近些年來(lái)，隨著我國(guó)科技的不斷發(fā)展，能源采集方面的技術(shù)水平也隨著科技的提高而不斷的發(fā)展。煤礦作為我國(guó)應(yīng)用十分廣泛的一種能源，在開(kāi)采的過(guò)程中，如何有效的提高效率，解決存在問(wèn)題，是當(dāng)下急需解決的。本文通過(guò)對(duì)煤礦用高分子注漿材料的選擇和應(yīng)用進(jìn)行討論，對(duì)高分子注漿材料的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行介紹，希望在未來(lái)煤礦用高分子注漿材料的發(fā)展可以更加迅速，更好的提高煤礦采集效率。

煤炭;高分子;灌漿材料應(yīng)用

煤炭高分子注漿是將一定的材料配制成真溶液，用專(zhuān)業(yè)的設(shè)備進(jìn)行灌入。灌入到指定的地層或者縫隙當(dāng)中，目的是可以增加地層的強(qiáng)度，有效的降低地層的滲透性，防止在之后進(jìn)行混凝土裂縫修補(bǔ)時(shí)需要解決的問(wèn)題出現(xiàn)。我國(guó)在煤礦用高分子注漿技術(shù)方面的發(fā)展比較緩慢，所以其中存在的問(wèn)題也十分的明顯。如何有效的對(duì)注漿過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行解決，實(shí)現(xiàn)更快的發(fā)展，是人們目前所關(guān)注的地方。

1 煤礦用高分子注漿材料種類(lèi)和要求

目前在我國(guó)煤礦用高分子主要材料的選擇上，主要有以下幾個(gè)種類(lèi)的材料。首先是甲基丙烯酸甲酯類(lèi)材料，該種材料的粘度很低，所以相對(duì)應(yīng)的可塑性就相對(duì)優(yōu)越一些，適用于在混凝土裂縫補(bǔ)強(qiáng)工作當(dāng)中進(jìn)行運(yùn)用[1]。甲基丙烯酸甲酯類(lèi)材料在施工過(guò)程當(dāng)中也存在著一些問(wèn)題。因?yàn)樵谧{的過(guò)程當(dāng)中，其體積容易發(fā)生收縮現(xiàn)象，這就導(dǎo)致了強(qiáng)度的不足。而且甲基丙烯酸甲酯類(lèi)材料易燃性是很大的一個(gè)問(wèn)題，這些因素使甲基丙烯酸甲酯類(lèi)材料在煤礦當(dāng)中的使用受到了很大的限制。

環(huán)氧注漿材料會(huì)在催化劑等融合之下，進(jìn)行固化反應(yīng)，形成網(wǎng)狀的注漿材料。該材料的抗壓，抗拉強(qiáng)度都很高，粘結(jié)能力也很強(qiáng)，并且有抗腐蝕的能力。但是仍然存在著一些問(wèn)題，環(huán)氧注漿材料的粘度比較大，難以灌入細(xì)小的縫隙當(dāng)中。但是相比于上面的材料，該材料的應(yīng)用在我國(guó)實(shí)際工程當(dāng)中比較普遍。

不飽和聚酯類(lèi)材料具有較高的強(qiáng)度，在正常情況下，其粘度也很適中。所以，施工起來(lái)用不飽和聚酯將十分的方便。而存在的問(wèn)題就是在固化時(shí)體積的收縮率很大，容易使強(qiáng)度降低。耐熱性也比較差，所以不宜在煤礦的開(kāi)采過(guò)程中加以應(yīng)用。

而木質(zhì)素灌漿材料在最初的應(yīng)用十分廣泛，該材料是由木質(zhì)磺酸和凝膠劑組成。施工過(guò)程當(dāng)中，將木質(zhì)素灌漿加入到裂縫當(dāng)中，通過(guò)反應(yīng)生成固凝膠體，提高了混凝土的各種強(qiáng)度和抗破壞的能力，起到了加固的作用[2]。但是由于其強(qiáng)度比較低，而且存在著有害物質(zhì)，所以已經(jīng)在很久之前就被禁止使用。

在煤礦用注漿材料的選擇確定之后，具體的施工要求也要加以重視。因?yàn)樵诿旱V的井下環(huán)境，相對(duì)于潮濕并且易燃。所以在對(duì)材料的要求上要十分嚴(yán)格。首先要保證固化時(shí)間要適當(dāng)，不宜過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，要保證固化過(guò)程當(dāng)中對(duì)材料的填堵和加固都能起到很好的效果。還要注意的就是要保證注漿材料有著很好的粘結(jié)強(qiáng)度，這樣才能保證材料與縫隙之間粘結(jié)更加牢固[3]。同時(shí)，注漿材料的抗壓強(qiáng)度和滲透性一定要強(qiáng)，抗壓強(qiáng)度可以保證被加固的地方能夠承受一定的壓力。而且防滲透能力突出，則會(huì)保證施工的安全。

2 煤礦用高分子注漿材料發(fā)展前景

近些年來(lái)，我國(guó)在化學(xué)注漿方面技術(shù)水平都有了很快的發(fā)展[4]。但是與國(guó)外的一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍然存在著一定的差距。因?yàn)槊旱V的工作環(huán)境比較特殊，所以對(duì)注漿的材料選擇上要求很?chē)?yán)格，也要重視對(duì)環(huán)境的保護(hù)方面。在科技不斷發(fā)展的當(dāng)下，施工的過(guò)程越來(lái)越簡(jiǎn)潔，人們所注意的問(wèn)題也越來(lái)越多。隨著對(duì)問(wèn)題不斷的解決，煤礦用高分子注漿材料的發(fā)展有著很廣闊的前景。在未來(lái)煤礦高分子質(zhì)量材料的發(fā)展當(dāng)中，首先要注意的就是安全問(wèn)題。眾所周知，煤礦施工環(huán)境十分特殊，地下的瓦斯含量十分多，稍不注意就會(huì)引起大規(guī)模的爆炸。很多礦井發(fā)生事故時(shí)，煤礦用高分子材料也會(huì)跟隨火災(zāi)而不斷進(jìn)行燃燒[5]。所以在未來(lái)對(duì)煤礦用高分子注漿材料的選擇上，一定要注意可燃性和助燃性這一方面的問(wèn)題。在今后的研究工作當(dāng)中，要對(duì)材料的阻燃和有毒氣體的產(chǎn)生兩個(gè)方面入手，要加強(qiáng)對(duì)井下安全的管理控制，要有效的避免靜電現(xiàn)象的產(chǎn)生，這樣就會(huì)在安全方面帶來(lái)很大的提高。而在環(huán)保方面，對(duì)未來(lái)煤礦高分子質(zhì)量材料的要求也很多，首先要保證使用的是無(wú)毒無(wú)害的材料。因?yàn)槿藗兌贾溃┠陙?lái)隨著科技的發(fā)展，環(huán)境的惡化趨勢(shì)也在加劇。只有對(duì)環(huán)境和自然加以保護(hù)，才能使可持續(xù)化發(fā)展腳步更加迅速。而在施工方面一定要保證在井下使用材料時(shí)要更加簡(jiǎn)單高效，就要求注漿材料有更高的特性[6]。總而言之，隨著科技的發(fā)展，煤礦用高分子注漿材料的研究工作也將會(huì)更加深入，在不久的未來(lái)，會(huì)有更加優(yōu)異性能的高分子注漿材料得到普及應(yīng)用，對(duì)整個(gè)國(guó)家的發(fā)展以及環(huán)境的保護(hù)帶來(lái)更好的幫助。

3 結(jié)語(yǔ)

在煤礦高分子注漿材料的發(fā)展過(guò)程中，已經(jīng)得到了不斷的優(yōu)化，但是仍然存在著很多不足，這就要求我國(guó)的科研人員去積極的進(jìn)行創(chuàng)新，發(fā)明和發(fā)現(xiàn)更加安全環(huán)保，更佳高效的高分子注漿材料應(yīng)用于煤礦的生產(chǎn)當(dāng)中。在不久的將來(lái)，對(duì)我國(guó)煤礦的采集效率帶來(lái)更好的幫助，也為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來(lái)一定的幫助。

［1］楊帥,劉俊杰,李秀玲,等.煤礦用高分子灌漿材料[J].煤礦開(kāi)采,2016,15(5):4-7.

［2］朱巖,陳印川,李秀峰.煤礦用高分子注漿材料[J].河北化工,2011,34(6):54-57.

［3］吳懷國(guó),魏宏亮,田鳳蘭,等.礦用高分子注漿加固材料性能特點(diǎn)及研究方向[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2012,40(5):27-29.

［4］吳懷國(guó).礦用高分子注漿加固材料安全研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2013,41(11):53-55.