高分子材料在煤礦防滅火支護(hù)中使用的利與弊及防護(hù)措施

1、,,高分子材料在煤礦防滅火、支護(hù)工作中使用的利和弊及預(yù)防措施,,,,☆ 1、礦用高分子材料簡介 ☆ 2、在煤礦中的應(yīng)用 ☆ 3、在煤礦應(yīng)用中的利和弊 ☆ 4、預(yù)防措施 ☆ 5、未來發(fā)展方向,主要內(nèi)容,第1部分 礦用高分子材料簡介,,,高分子材料按特性分為：橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復(fù)合材料等。煤礦加固煤巖體用高分子材料指：由高分子材料為主劑，配以添加劑、填料等組分經(jīng)一

2、定工藝加工制成的注漿產(chǎn)品，通過注漿工藝反應(yīng)成型的具有粘結(jié)和加固功能的材料。 煤礦充填密閉用高分子發(fā)泡材料指：由高分子材料為主劑，配以添加劑、填料等組分混合形成的注漿產(chǎn)品，通過充填工藝快速膨脹成型的密閉固體材料。,,,,,※充填破碎頂板（煤），防止頂板與其積聚，阻止內(nèi)外空氣交換，防止破碎頂煤發(fā)火； ※構(gòu)筑防火墻、密閉墻：用于發(fā)火地點(diǎn)快速密閉，防止有害氣體涌出，提高作業(yè)安全； ※充填空隙，溜煤眼，防止漏風(fēng)發(fā)火

3、※向采煤工作面進(jìn)、回風(fēng)隅角充填，防止采空區(qū)瓦斯涌出，防止采區(qū)遺煤氧化自燃。 礦井煤巖加固、堵漏風(fēng)、充填密閉等方面大量應(yīng)用高分子化學(xué)材料，解決了一些安全生產(chǎn)技術(shù)難題，但同時(shí)也帶來了安全隱患。,,,,第2部分 在煤礦中的應(yīng)用情況,1、傳統(tǒng)應(yīng)用方面 目前煤礦中使用的高分子材料中有聚氯乙稀、橡膠、聚甲醛、聚酰胺、聚氨酯、聚四氟乙烯、尼龍、合成纖維等。如用聚氯乙烯氯丁橡膠和苯乙稀─丁二烯橡膠制成膠帶運(yùn)送機(jī)膠帶;用尼龍、聚

4、四氟乙烯等制成液壓支架,各種擋圈、支承環(huán)、導(dǎo)向環(huán)等密封件;用塑料制成電氣設(shè)備外殼或礦用電纜護(hù)套等。,,,主要有以下四個(gè)方面： ※ 加固煤巖體 ※ 堵水 ※ 噴面封閉 ※ 采空區(qū)充填,2、雙組分合成高分子聚亞胺膠脂材料應(yīng)用方面,,,,（1）注漿加固 將高分子煤巖體加固劑注入煤巖的縫隙后，高分子材料與煤巖縫隙表面的水分子發(fā)生擴(kuò)鏈交聯(lián)反應(yīng)，形成了具有一定強(qiáng)度的不透水的凝膠狀固結(jié)體；在解決煤礦工作面塌冒治

5、理及頂板維護(hù)、巷道加固和不良地質(zhì)條下的圍巖固化等安全問題中，以其安全、高效和快捷等特廣泛應(yīng)用。,,,,（2）注漿堵水 把高分子聚亞胺膠脂材料（如馬利散、洛克休等）注入井下突水或可能突水的地點(diǎn)，以攔截水源、減少或消除礦井涌水量的措施，注漿充填圍巖裂隙，封堵滲水通道，防止地下水外泄并減輕巷道結(jié)構(gòu)外水壓力，使地下水位得以恢復(fù)并長期得以保持；漿液固化后變成了巖塊間的膠結(jié)材料，從而使圍巖的力學(xué)性質(zhì)得到改善，抵御地壓的能力增加。,,,

6、,（3）噴面封閉 高分子化學(xué)密閉材料可在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，幾秒鐘后，即由液態(tài)變成固態(tài)，并在附著物表面形成堅(jiān)固泡沫塑料涂層；生成物為硬質(zhì)韌性泡沫固化物，當(dāng)其附著于物體表面起隔離、阻斷、保溫作用。固化物具有一定強(qiáng)度和韌性，可以防止由于地質(zhì)壓力而引起的變形和開縫。,,,,（4）采空區(qū)充填 用化學(xué)灌漿泵等壓送設(shè)備將高分子雙組份化學(xué)材料配制成的溶液灌入采空區(qū)，使其滲透、擴(kuò)散、膠凝或固化。由于材料的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)

7、后生成泡沫體溫度低于采空區(qū)溫度，可用于構(gòu)筑密閉墻、工作面冒落空充填、自燃煤層采空區(qū)灌漿防滅火等方面。,,,,第3部分 在煤礦應(yīng)用中的利與弊,某些高分子材料(如工程塑料) 具有質(zhì)輕,耐磨,耐腐蝕,對電、熱具有良好的絕緣性,而且易于加工成型。所以,在煤礦中較為廣泛地得到應(yīng)用。然而,在推廣使用這些高分子材料時(shí),必須了解其利弊,盡量避免不良后果的產(chǎn)生。,,,,1、高分子材料的優(yōu)點(diǎn)（利）,※ 耐久性好 ※ 不收縮，膨脹倍數(shù)大

8、※ 粘結(jié)力強(qiáng)且能夠與多種界面牢固結(jié)合 ※ 密封性好、不延燃 ，有良好的隔氣性和柔韌性，能承受地層的運(yùn)動(dòng)。,,,2、高分子材料的缺點(diǎn)（弊）,（1） 燃燒時(shí)產(chǎn)生大量有毒有害氣體 當(dāng)?shù)V井發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故時(shí)高分子材料就會燃燒,從而產(chǎn)生大量有毒有害氣體,它可導(dǎo)致人員中毒或窒息。高分子材料燃燒過程,是由于高溫引起解聚反應(yīng),生成低分子可燃?xì)怏w,這些低分子可燃?xì)怏w在空氣中燃燒又提供維持裂解反應(yīng)的高溫。從而使高分子分解成多

9、種有毒有害氣體。 表1給出了高分子材料燃燒時(shí),產(chǎn)生的有毒有害氣體。,,,,,由表1 可知,在高分子材料燃燒時(shí),會產(chǎn)生二氧化碳、一氧化碳、乙烯、氰化氫等有害氣體,另經(jīng)研究證明還能產(chǎn)生氨、氯化氫、二氧化硫和丙烯等有毒有害氣體。,在上列的有毒有害氣體中,有的氣體具有劇毒性,有的具有窒息性,而有的氣體則具有燃燒和爆炸性,它們散布在狹小空間中會造成巨大的危害。某些氣體對人體產(chǎn)生的損害作用如表2所示。,,,（2） 易產(chǎn)生靜電

10、利用塑料制成的膠帶運(yùn)輸機(jī),在運(yùn)煤過程中, 由于塑料膠帶與煤塊之間的磨擦或膠帶與塑料滾筒、托滾之間的磨擦,都能產(chǎn)生靜電。當(dāng)空氣、水、瓦斯等流體在塑料管道中高速流動(dòng)時(shí)因磨擦在管道外壁上也會產(chǎn)生大量的靜電電荷。用塑料制成的電氣設(shè)備或其外殼在正常情況下,雖然不會因磨擦而產(chǎn)生靜電,但能產(chǎn)生感應(yīng)靜電。以上現(xiàn)象的產(chǎn)生,是由于不論是熱塑性的還是熱固性的塑料,都是通過縮聚反應(yīng)或加聚反應(yīng)生成的。,,,它們一般都是由共價(jià)鍵形成的有機(jī)高分子聚合物,在其內(nèi)部一般

11、沒有自由電子或離子,絕大多數(shù)具有較好的電絕緣性。因此,如果不采取抗靜電措施, 在它們表面上則很容易生成、聚積靜電電荷。而且一旦放電就會產(chǎn)生火花,這種靜電火花足以引燃瓦斯導(dǎo)致爆炸或擊傷人員,這是對煤礦的一大隱患。例如,北票、淮南、撫順礦區(qū)都曾發(fā)生過因塑料管靜電放電引燃瓦斯擊傷人員的事故。,,,（3） 成本高 對于一些特殊的礦用高分子材料，加工性能差，加工成本高，且不可回收，可再利用率不好；如用于注漿加固、堵水、密閉等用途

12、的雙組份高分子聚亞胺膠脂材料，馬麗散、洛克休每噸單價(jià)均在30000元以上。,第4部分 預(yù)防措施,,,礦企業(yè)存在瓦斯、煤塵、火、水、頂板、機(jī)電運(yùn)輸、爆破等多種危險(xiǎn)源，但是，煤礦井下廣泛使用的高分子材料也是一種不可忽視的危險(xiǎn)源，必須引起足夠的重視，眾所周知，煤礦井下條件特殊：它的有效空間小，風(fēng)量有限，采掘地點(diǎn)人員集中，井巷網(wǎng)路復(fù)雜，人員撤離災(zāi)區(qū)困難。因此，這就要求礦用高分子材料必須具有搞靜電性能并具有自熄性和阻燃性，并且要制定相應(yīng)的事故

13、預(yù)防和處理措施。 具體措施如下：,,,,1、井下施工前，必須編制高分子材料使用安全技術(shù)措施，由礦總工程師批準(zhǔn)后貫徹執(zhí)行。 2、使用高分子材料應(yīng)制定急預(yù)案，發(fā)現(xiàn)問題立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，采取有效措施進(jìn)行處理。 3、井下高分子材料施工作業(yè)場所必須保持良好的通風(fēng)條件，工作地點(diǎn)就選擇在頂板無淋水區(qū)域。 4、作業(yè)地點(diǎn)應(yīng)配備8kg干粉滅火器兩具，消防灑水管路到位。,,,,5、操作人員在施工時(shí)應(yīng)佩戴勞動(dòng)保護(hù)用品，帶班人員負(fù)

14、責(zé)檢測材料反應(yīng)后的溫度及作業(yè)現(xiàn)場安全情況，有害氣體濃度必須符合《煤礦安全規(guī)程》中的相關(guān)要求。 6、對煤體進(jìn)行加固時(shí)，必須制定防止發(fā)生自燃事故的專項(xiàng)措施，并認(rèn)真執(zhí)行。 7、采、掘工作面采用高分子材料加固時(shí)嚴(yán)禁多孔同時(shí)注漿，單孔一次注入最大劑量合計(jì)不得超過125kg。,,,,8、石門揭煤，煤巷、半煤巷掘進(jìn)工作面使用加固高分子材料的，連續(xù)觀測時(shí)間不得低于24小時(shí)。采煤工作面作用加固高分子材料的，連續(xù)觀測時(shí)間不得低于16

15、小時(shí)。 9、嚴(yán)禁在回采工作面上下隅角使用反應(yīng)溫度高于70℃的高分子材料施工擋風(fēng)墻。 10、剩余的漿液及外包裝必須升井處理，嚴(yán)禁隨意傾倒丟棄。 11、同一施工地點(diǎn)不得使用不同類型、不同性能、不同廠家的高分子材料及其它化學(xué)材料。,,,,12、施工現(xiàn)場必須安排干部跟班；并認(rèn)真記錄現(xiàn)場使用情況。 13、參與施工的操作人員和管理人員必須進(jìn)行安全培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容包括產(chǎn)品性能、施工操作、安全事項(xiàng)、個(gè)體防護(hù)及施工安

16、全管理等。,,,,第5部分 未來發(fā)展方向,隨著煤炭事業(yè)的發(fā)展及井下安全問題重視程度的不斷提高，高分子化學(xué)材料作為解決煤礦安全生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)，特別是在解決煤礦安工作面塌冒治理及頂板維護(hù)、巷道加固、煤倉的滲漏水和涌水及不良地質(zhì)條件下圍巖固化等安全問題中發(fā)揮著重要作用。,,,,隨著環(huán)境問題受到省、地區(qū)的重視，未來高分子材料發(fā)展方向具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： （1）環(huán)境友好型高分子材料逐漸成為發(fā)展的主流； （2）加大在無毒催化劑的研制、