聚氨酯加固材料的應用現狀與發展

郭旭青，魏珺誼

（華陽集團碳基合成材料研發中心，山西 太原 030027）

引言

隨著我國經濟的快速發展，對能源的需求量越來越大，進而促進了煤礦開采、建筑修建等多個行業的發展。在煤礦開采過程中，對巷道頂板的支撐保護是保證煤礦安全高效生產的前提。化學注漿是近幾年發展起來的技術，能在較短時間內固結破碎的煤巖體，并達到較高的強度，有效提高了破碎煤巖體在采掘過程中的穩定性，避免和減少破碎圍巖造成的冒頂、片幫事故。注漿材料的性能決定了頂板加固的質量，其中水泥漿、水玻璃等傳統加固材料由于施工時間長、固結體強度低，已很難滿足煤礦井下安全高效生產的要求。聚氨酯材料以黏度適中、固化時間可控、固結體具有良好的韌性和強度等優點廣泛應用于破碎煤巖體的加固、巷道頂板涌水的封堵等領域，應用前景廣闊[1]。

近年來，國內外專家學者研發了大量煤礦用聚氨酯注漿加固材料，在煤礦井下實際應用中取得良好的效果。但也發現了因材料性能缺陷導致的一系列安全問題，如在井下易燃，反應放熱過多易發生冒煙、著火等事故。

1 聚氨酯注漿加固材料在煤層中的反應機理

在煤體加固技術中通常都使用聚氨酯硬泡，其原材料分為白料和黑料。白料是聚醚多元醇和助劑的混合物，黑料是異氰酸酯。在使用時以注漿泵將黑白料等體積壓注到破碎煤巖體，經充分混合后開始發生一系列復雜的化學反應。……