聚氨酯材料在煤矿生产中的应用分析

徐伏 冯云晓(平顶山学院，河南 平顶山 467000)

0 引言

聚氨酯材料属于现代塑料工业中发展速度很快的材料，具有改编分子链节结构的特征，在一定程度上能够实现改性目的，在改变工艺配方的同时获取到软硬、密度和性能不同的泡沫塑料，加工起来非常便利，应用在煤矿生产中有诸多优势，因此在煤矿生产期间应该重视聚氨酯材料的使用，充分发挥材料在应用期间的作用和优势。

1 聚氨酯材料性质分析

1.1 强度性能

在聚氨酯材料应用期间，强度和原材料、配方还有结构存在直接联系，在泡沫密度提升的情况下，强度就会有所增加。在煤矿生产中应用聚氨酯材料，可以确保整体材料的应用强度，有效预防出现漏风的现象，提升媒体的固结强度。

1.2 隔风与耐热性能分析

对于聚氨酯材料而言，在实际应用的过程中隔风性能良好，在聚氨酯材料密度较高、交联度较好的情况下，透气性就会降低，密闭性就会有所提升，经过相关检测可以得知，聚氨酯材料的闭孔率在93%以上，气体渗透率较低，隔风性能良好，煤矿生产中具有一定的应用优势。与此同时聚氨酯材料的耐热性能良好，在150℃的环境中不会出现降解的问题，120℃以下的温度中，体积与强度不会出现明显的变化，耐热性能良好，在受热以后不会有体积变化、重量变化与抗压强度变化，适合应用在煤矿生产的井下高温环境中，可以确保材料的应用性能，有效规避材料应用的问题，提升煤矿生产中材料应用的有效性。

1.3 稳定性能分析

聚氨酯材料通常情况下不会出现体积的变化，其变化问题的发生和材料结构、密度等存在直接联系，与发泡剂种类、环境条件等存在直接联系，在煤矿生产的环境中，聚氨酯材料应用的稳定性较高，影响因素很少，可以确保材料应用期间的完整性，材料的塑性也较好，可以保证应用效果符合标准，促使聚氨酯材料在相关煤矿生产工作中的良好应用，提升整体稳定性与强度，有着一定的应用优势，所以在煤矿生产期间应该重视聚氨酯材料的使用，保证整体结构的性能符合额标准。

2 聚氨酯材料在煤矿生产中的应用

煤矿生产的实际工作中应该合理使用聚氨酯材料，保证材料的有效使用，提升整体应用效果，具体的应用措施为：

2.1 聚氨酯密闭堵漏材料的应用

煤矿生产中采用聚氨酯材料，应该重视堵漏材料的应用，将材料的作用充分发挥在煤矿生产中，主要的密闭堵漏材料为：

(1)合理使用弹性密闭堵漏聚氨酯材料。通常情况下，煤矿生产期间如果出现矿井漏风的现象，会导致采区还有工作面送达用风区域的风量降低，出现瓦斯累积现象、温度升高现象等等，容易出现安全隐患问题。且矿井漏风还可能会使得通风系统不稳定，出现风流紊乱的现象，严重的甚至还会诱发瓦斯爆炸的风险[1]。为了能够提升煤矿生产安全性，应该重点预防出现矿井漏风的现象，采用弹性密闭堵漏聚氨酯材料，在应用之前对材料进行抗静电处理与阻燃处理，保证粘度还有反应固化的速度符合要求，全面调整材料强度和硬度，增强耐磨性能与抗老化性能，确保区域之内不会出现漏风点，保证煤矿生产的安全性。在使用弹性密闭堵漏聚氨酯材料期间还应该重点应用喷涂固化方式，设置较为完整并且没有缝隙的弹性涂层结构，预防出现封堵缝隙的现象，以免有害气体溢出。

(2)合理采用聚氨酯泡沫密闭材料。如图1所示，此类材料在应用的过程中，膨胀率较高，渗透性良好，有着一定的密封性，目前已经开始应用在快速隔离火区、有害区域，起到一定的防火灭火效果，瓦斯治理的应用性能也很好，因此，在煤矿生产期间也可以使用此类材料，在短时间之内完成密闭处理任务，预防出现采空区域的瓦斯爆炸事故[2]。

2.2 聚氨酯加固媒体材料的应用

图1 聚氨酯泡沫材料

通常情况下煤矿采掘的工作中很容易出现地质条件的变化，开采期间松散媒体很容易带来冒顶片帮等各种危害因素，在此期间合理开展破碎媒体加固处理工作，属于煤矿井下生产期间经常出现的技术难题，近年来在化工行业发展的过程中，已经开始探索如何改变煤岩物理力学性能，加固处理强度很小并且处于破碎状态的煤岩，确保煤矿生产工作的顺利实施。目前虽然在煤矿生产期间已经开始采用灌浆固化的方式，但是，工作环节非常复杂，很容易出现延期的现象。在此期间就应该合理使用聚氨酯加固媒体材料，例如：可以应用聚氨酯树脂材料，在应用期间具有一定的媒体加固性能，工作流程简单，成本较低，能够提升加固处理的效果。在使用聚氨酯材料加固灌浆期间，可以将聚合物多元醇材料、催化剂材料、增塑剂材料、发泡剂材料等有机整合，混合搅拌之后形成聚氨酯材料，可以起到一定的媒体加固作用。需要注意的是，为了能够提升煤矿生产期间聚氨酯媒体加固材料的应用效果，应该重点使用聚氨酯锚固剂材料与聚氨酯固结堵水剂材料，前者属于新型锚固剂，具有一定的锚力，渗透性能较好，在媒体固化期间能够提升膨胀体积，可以保证加固处理效果，后者在应用期间容易分散于水中，在雨水之后硬化，弹性良好，可以和煤岩相互凝结，增强封堵效果[3]。

3 聚氨酯材料在煤矿生产中的技术要点

为了能够在煤矿生产的过程中合理应用聚氨酯材料，应该积极采用相关的技术，提升聚氨酯材料的应用技术水平。

3.1 合理使用化学加固爆岩技术

煤矿生产的过程中长壁才没，工作面的煤壁位置在高压力的影响下，媒体会在压力的影响之下出现缝隙，如果媒体的质地软，就会出现片帮的现象，诱发冒顶的问题。在煤层厚度不断增加的情况下，冒落的品读还有顶板冒落的规模会有所提升，此时就应该积极使用煤岩化学加固技术措施，便于聚氨酯材料的应用。首先，可以使用压注方式开展煤岩的加固处理工作，主要就是使用压注泵设备将树脂材料注入相关的煤岩体之内，对煤岩进行加固处理，使其成为有机整体。从技术方面来讲，主要就是钻孔工作、封孔工作、压注工作，利用钻机设备钻孔处理，为了预防出现压注期间浆液泄露封孔的现象，应该使用封孔器处理，在机械封孔器、布包封孔的情况下，有效完成任务[4]。无论使用哪种封孔方式，都需要应用聚氨酯材料，在聚氨酯反应之后体积膨胀，将钻孔封堵。此类方式在应用期间可以降低成本，提升处理工作效果，保证工作的有效开展。其次，在工作中还应该利用聚氨酯锚杆开展煤壁的加固处理工作，采用此类工艺技术期间，可以通过木锚杆药包的形式，将聚氨酯材料设置在药包之内，之后使用电煤钻带动木锚杆搅动药包，使得其中的药液相互混合发生反应，然后渗透钻孔周围区域的媒体中，使得媒体加固成为整体结构。

3.2 合理使用喷涂防漏风技术

煤矿生产工作中应该合理使用喷涂防漏风技术，预防出现漏风的问题，发挥聚氨酯材料的防漏风作用。具体工作中应该积极应用喷涂工艺技术与机械设备，为了能够满足聚氨酯应用的工艺要求，应该合理使用风动喷涂泵设备，运行原理就是借助井下压风驱动风马达，利用减速器带动齿轮泵，然后将聚氨酯泡沫排出，利用喷枪进行液体的喷涂，在喷涂五秒钟到十秒钟的时候就可以发泡，二十秒钟就能够成型，充分发挥隔风性能。在采用此类技术的过程中，应该遵循因地制宜的原则，按照煤矿生产工程的实际情况，针对性应用喷涂防漏风技术，合理使用聚氨酯材料预防出现漏风的问题[5]。

4 结语

综上所述，煤矿生产的领域中聚氨酯材料具有一定优势，稳定性与强度较高，能够满足相关的煤矿生产需求。这就需要在实际工作中，结合煤矿生产情况针对性使用聚氨酯材料，并且严格应用先进的技术，在技术支持下提升聚氨酯材料的高效化应用，满足煤矿生产的需求。