聚氨酯材料在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

徐伏 馮云曉(平頂山學(xué)院，河南 平頂山 467000)

0 引言

聚氨酯材料屬于現(xiàn)代塑料工業(yè)中發(fā)展速度很快的材料，具有改編分子鏈節(jié)結(jié)構(gòu)的特征，在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)改性目的，在改變工藝配方的同時(shí)獲取到軟硬、密度和性能不同的泡沫塑料，加工起來非常便利，應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)中有諸多優(yōu)勢(shì)，因此在煤礦生產(chǎn)期間應(yīng)該重視聚氨酯材料的使用，充分發(fā)揮材料在應(yīng)用期間的作用和優(yōu)勢(shì)。

1 聚氨酯材料性質(zhì)分析

1.1 強(qiáng)度性能

在聚氨酯材料應(yīng)用期間，強(qiáng)度和原材料、配方還有結(jié)構(gòu)存在直接聯(lián)系，在泡沫密度提升的情況下，強(qiáng)度就會(huì)有所增加。在煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用聚氨酯材料，可以確保整體材料的應(yīng)用強(qiáng)度，有效預(yù)防出現(xiàn)漏風(fēng)的現(xiàn)象，提升媒體的固結(jié)強(qiáng)度。

1.2 隔風(fēng)與耐熱性能分析

對(duì)于聚氨酯材料而言，在實(shí)際應(yīng)用的過程中隔風(fēng)性能良好，在聚氨酯材料密度較高、交聯(lián)度較好的情況下，透氣性就會(huì)降低，密閉性就會(huì)有所提升，經(jīng)過相關(guān)檢測(cè)可以得知，聚氨酯材料的閉孔率在93%以上，氣體滲透率較低，隔風(fēng)性能良好，煤礦生產(chǎn)中具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)聚氨酯材料的耐熱性能良好，在150℃的環(huán)境中不會(huì)出現(xiàn)降解的問題，120℃以下的溫度中，體積與強(qiáng)度不會(huì)出現(xiàn)明顯的變化，耐熱性能良好，在受熱以后不會(huì)有體積變化、重量變化與抗壓強(qiáng)度變化，適合應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)的井下高溫環(huán)境中，可以確保材料的應(yīng)用性能，有效規(guī)避材料應(yīng)用的問題，提升煤礦生產(chǎn)中材料應(yīng)用的有效性。

1.3 穩(wěn)定性能分析

聚氨酯材料通常情況下不會(huì)出現(xiàn)體積的變化，其變化問題的發(fā)生和材料結(jié)構(gòu)、密度等存在直接聯(lián)系，與發(fā)泡劑種類、環(huán)境條件等存在直接聯(lián)系，在煤礦生產(chǎn)的環(huán)境中，聚氨酯材料應(yīng)用的穩(wěn)定性較高，影響因素很少，可以確保材料應(yīng)用期間的完整性，材料的塑性也較好，可以保證應(yīng)用效果符合標(biāo)準(zhǔn)，促使聚氨酯材料在相關(guān)煤礦生產(chǎn)工作中的良好應(yīng)用，提升整體穩(wěn)定性與強(qiáng)度，有著一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，所以在煤礦生產(chǎn)期間應(yīng)該重視聚氨酯材料的使用，保證整體結(jié)構(gòu)的性能符合額標(biāo)準(zhǔn)。

2 聚氨酯材料在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

煤礦生產(chǎn)的實(shí)際工作中應(yīng)該合理使用聚氨酯材料，保證材料的有效使用，提升整體應(yīng)用效果，具體的應(yīng)用措施為：

2.1 聚氨酯密閉堵漏材料的應(yīng)用

煤礦生產(chǎn)中采用聚氨酯材料，應(yīng)該重視堵漏材料的應(yīng)用，將材料的作用充分發(fā)揮在煤礦生產(chǎn)中，主要的密閉堵漏材料為：

(1)合理使用彈性密閉堵漏聚氨酯材料。通常情況下，煤礦生產(chǎn)期間如果出現(xiàn)礦井漏風(fēng)的現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致采區(qū)還有工作面送達(dá)用風(fēng)區(qū)域的風(fēng)量降低，出現(xiàn)瓦斯累積現(xiàn)象、溫度升高現(xiàn)象等等，容易出現(xiàn)安全隱患問題。且礦井漏風(fēng)還可能會(huì)使得通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定，出現(xiàn)風(fēng)流紊亂的現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至還會(huì)誘發(fā)瓦斯爆炸的風(fēng)險(xiǎn)[1]。為了能夠提升煤礦生產(chǎn)安全性，應(yīng)該重點(diǎn)預(yù)防出現(xiàn)礦井漏風(fēng)的現(xiàn)象，采用彈性密閉堵漏聚氨酯材料，在應(yīng)用之前對(duì)材料進(jìn)行抗靜電處理與阻燃處理，保證粘度還有反應(yīng)固化的速度符合要求，全面調(diào)整材料強(qiáng)度和硬度，增強(qiáng)耐磨性能與抗老化性能，確保區(qū)域之內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)漏風(fēng)點(diǎn)，保證煤礦生產(chǎn)的安全性。在使用彈性密閉堵漏聚氨酯材料期間還應(yīng)該重點(diǎn)應(yīng)用噴涂固化方式，設(shè)置較為完整并且沒有縫隙的彈性涂層結(jié)構(gòu)，預(yù)防出現(xiàn)封堵縫隙的現(xiàn)象，以免有害氣體溢出。

(2)合理采用聚氨酯泡沫密閉材料。如圖1所示，此類材料在應(yīng)用的過程中，膨脹率較高，滲透性良好，有著一定的密封性，目前已經(jīng)開始應(yīng)用在快速隔離火區(qū)、有害區(qū)域，起到一定的防火滅火效果，瓦斯治理的應(yīng)用性能也很好，因此，在煤礦生產(chǎn)期間也可以使用此類材料，在短時(shí)間之內(nèi)完成密閉處理任務(wù)，預(yù)防出現(xiàn)采空區(qū)域的瓦斯爆炸事故[2]。

2.2 聚氨酯加固媒體材料的應(yīng)用

圖1 聚氨酯泡沫材料

通常情況下煤礦采掘的工作中很容易出現(xiàn)地質(zhì)條件的變化，開采期間松散媒體很容易帶來冒頂片幫等各種危害因素，在此期間合理開展破碎媒體加固處理工作，屬于煤礦井下生產(chǎn)期間經(jīng)常出現(xiàn)的技術(shù)難題，近年來在化工行業(yè)發(fā)展的過程中，已經(jīng)開始探索如何改變煤巖物理力學(xué)性能，加固處理強(qiáng)度很小并且處于破碎狀態(tài)的煤巖，確保煤礦生產(chǎn)工作的順利實(shí)施。目前雖然在煤礦生產(chǎn)期間已經(jīng)開始采用灌漿固化的方式，但是，工作環(huán)節(jié)非常復(fù)雜，很容易出現(xiàn)延期的現(xiàn)象。在此期間就應(yīng)該合理使用聚氨酯加固媒體材料，例如：可以應(yīng)用聚氨酯樹脂材料，在應(yīng)用期間具有一定的媒體加固性能，工作流程簡(jiǎn)單，成本較低，能夠提升加固處理的效果。在使用聚氨酯材料加固灌漿期間，可以將聚合物多元醇材料、催化劑材料、增塑劑材料、發(fā)泡劑材料等有機(jī)整合，混合攪拌之后形成聚氨酯材料，可以起到一定的媒體加固作用。需要注意的是，為了能夠提升煤礦生產(chǎn)期間聚氨酯媒體加固材料的應(yīng)用效果，應(yīng)該重點(diǎn)使用聚氨酯錨固劑材料與聚氨酯固結(jié)堵水劑材料，前者屬于新型錨固劑，具有一定的錨力，滲透性能較好，在媒體固化期間能夠提升膨脹體積，可以保證加固處理效果，后者在應(yīng)用期間容易分散于水中，在雨水之后硬化，彈性良好，可以和煤巖相互凝結(jié)，增強(qiáng)封堵效果[3]。

3 聚氨酯材料在煤礦生產(chǎn)中的技術(shù)要點(diǎn)

為了能夠在煤礦生產(chǎn)的過程中合理應(yīng)用聚氨酯材料，應(yīng)該積極采用相關(guān)的技術(shù)，提升聚氨酯材料的應(yīng)用技術(shù)水平。

3.1 合理使用化學(xué)加固爆巖技術(shù)

煤礦生產(chǎn)的過程中長(zhǎng)壁才沒，工作面的煤壁位置在高壓力的影響下，媒體會(huì)在壓力的影響之下出現(xiàn)縫隙，如果媒體的質(zhì)地軟，就會(huì)出現(xiàn)片幫的現(xiàn)象，誘發(fā)冒頂?shù)膯栴}。在煤層厚度不斷增加的情況下，冒落的品讀還有頂板冒落的規(guī)模會(huì)有所提升，此時(shí)就應(yīng)該積極使用煤巖化學(xué)加固技術(shù)措施，便于聚氨酯材料的應(yīng)用。首先，可以使用壓注方式開展煤巖的加固處理工作，主要就是使用壓注泵設(shè)備將樹脂材料注入相關(guān)的煤巖體之內(nèi)，對(duì)煤巖進(jìn)行加固處理，使其成為有機(jī)整體。從技術(shù)方面來講，主要就是鉆孔工作、封孔工作、壓注工作，利用鉆機(jī)設(shè)備鉆孔處理，為了預(yù)防出現(xiàn)壓注期間漿液泄露封孔的現(xiàn)象，應(yīng)該使用封孔器處理，在機(jī)械封孔器、布包封孔的情況下，有效完成任務(wù)[4]。無論使用哪種封孔方式，都需要應(yīng)用聚氨酯材料，在聚氨酯反應(yīng)之后體積膨脹，將鉆孔封堵。此類方式在應(yīng)用期間可以降低成本，提升處理工作效果，保證工作的有效開展。其次，在工作中還應(yīng)該利用聚氨酯錨桿開展煤壁的加固處理工作，采用此類工藝技術(shù)期間，可以通過木錨桿藥包的形式，將聚氨酯材料設(shè)置在藥包之內(nèi)，之后使用電煤鉆帶動(dòng)木錨桿攪動(dòng)藥包，使得其中的藥液相互混合發(fā)生反應(yīng)，然后滲透鉆孔周圍區(qū)域的媒體中，使得媒體加固成為整體結(jié)構(gòu)。

3.2 合理使用噴涂防漏風(fēng)技術(shù)

煤礦生產(chǎn)工作中應(yīng)該合理使用噴涂防漏風(fēng)技術(shù)，預(yù)防出現(xiàn)漏風(fēng)的問題，發(fā)揮聚氨酯材料的防漏風(fēng)作用。具體工作中應(yīng)該積極應(yīng)用噴涂工藝技術(shù)與機(jī)械設(shè)備，為了能夠滿足聚氨酯應(yīng)用的工藝要求，應(yīng)該合理使用風(fēng)動(dòng)噴涂泵設(shè)備，運(yùn)行原理就是借助井下壓風(fēng)驅(qū)動(dòng)風(fēng)馬達(dá)，利用減速器帶動(dòng)齒輪泵，然后將聚氨酯泡沫排出，利用噴槍進(jìn)行液體的噴涂，在噴涂五秒鐘到十秒鐘的時(shí)候就可以發(fā)泡，二十秒鐘就能夠成型，充分發(fā)揮隔風(fēng)性能。在采用此類技術(shù)的過程中，應(yīng)該遵循因地制宜的原則，按照煤礦生產(chǎn)工程的實(shí)際情況，針對(duì)性應(yīng)用噴涂防漏風(fēng)技術(shù)，合理使用聚氨酯材料預(yù)防出現(xiàn)漏風(fēng)的問題[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，煤礦生產(chǎn)的領(lǐng)域中聚氨酯材料具有一定優(yōu)勢(shì)，穩(wěn)定性與強(qiáng)度較高，能夠滿足相關(guān)的煤礦生產(chǎn)需求。這就需要在實(shí)際工作中，結(jié)合煤礦生產(chǎn)情況針對(duì)性使用聚氨酯材料，并且嚴(yán)格應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)，在技術(shù)支持下提升聚氨酯材料的高效化應(yīng)用，滿足煤礦生產(chǎn)的需求。