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摘要：安全是一切生产活动的前提和基础，在我国科技和经济不断发展的前提下，推进着我国采矿事业的不断发展，而采矿的安全性一直是人们高度重视和关注的问题。本文主要分析目前在采矿安全生产中主要应用的化工材料，阐述了比较常见的化工材料及其特性，在采矿安全生产过程中，使用化工材料时，应该注意的问题。针对化工材料在安全采矿实践活动中的应用进行研究与分析，提出在实践活动中，如何实现安全生产。希望通过本文分析能实现提高化工材料在采矿安全中的应用水平和质量的目标，实现完善相应配套装备的战略目标。
关键词：化工材料；采矿安全；配套装备
【分类号】：TG333.7
随着我国科技和经济水平不断提高，近年来，在科研方面的投入也越来越多，很多新技术、新工艺以及新材料被研发并应用于实践活动中，如水玻璃—碳氢化合物、水玻璃—水泥、聚氨酯树脂类等化工材料在实践生产活动中的应用，都极大地提高了采矿的安全性和效率。研究化工材料在采矿安全中的应用及配套装备具有重要的作用和意义，只有掌握化工材料的基本特性，才能在实践中更好地利用各种不同的化工材料，进而才能充分发挥化工材料的在采矿安全中的作用，进一步研究新的装备和采矿技术，是提高生产质量和水平的重要保障，相关人员应该要重视，并且结合实践推动采矿事业的快速发展。
一、采矿安全中常见的化工材料及特性
（一）化学凝胶剂
化学凝胶剂主要有水玻璃和碳酸氢铵组成，按经过计算，按照一定的剂量混合制成化学凝胶剂，不同比例配制而成的化工材料，其凝胶效果不同，采矿安全生产活动中使用化学凝胶剂的主要功效就是稳定岩层，用于填充空缺，以防止踏空，出现危险事故。根据相关调查结果显示，水玻璃、碳酸氢铵组成分子分别为15：12时，此时的强度最强，成分比例越高，化学凝胶剂的强度就越强，在配制中，如果需要使用强度比较大的材料，就可以提高配制比例。
（二）聚氨酯泡沫体
聚氨酯泡沫体是一种合成材料，目前在工业中将这种化学材料分为三种类型，一步制成法、预聚体法以及半预聚体法，采矿中应用的材料主要是指第一種材料，其中主要成分包括多异氰酸酯，与其他材料相比，不包含催化剂、发泡剂以及泡沫稳定剂等，根据使用原材料的不同，将其分为不同种类。聚氨酯泡沫体的发泡速度非常快，材料混合在几分钟之内，就能迅速的溶合，并且发泡，可以制作成具有较高分子并且具有一定交链度的泡沫产品，如果想进一步提高其发泡速度，可以在制作过程中使用催化剂，来调价发泡速度。此外，聚氨酯泡沫体还具有一定的特性，这些特性主要是对工作设备、使用环境以及施工工艺都产生着重要的影响。如材料的粘度，多异氰酸酯很容易与其他材料发生粘结，而无法及时清除，且发泡时间比较久，其发泡质量深受温度的影响，在实际采矿中如果要使用这种材料，一定要控制温度的变化，提高一次成型的质量。
二、化工材料在采矿安全中的应用
目前使用最为广泛的采矿安全技术主要包括化工材料工程应用技术、喷注工艺以及新型装备技术等，这些技术在采矿安全生产中的应用极大地提高采矿工作的质量和效率。
（一）采空区的應用
某煤矿急倾斜煤层在回采结束之后，拆除架子回料，在煤层的另一侧开辟一条顺槽，间距为1m，建设两道封闭墙，封闭墙之间用黄泥封堵，之间的距离保持在10m，但是由于这种建设影响了煤柱的菜动压力，在矿井中的一氧化碳浓度升高时，很容易发生中毒现象，严重威胁生产工作人员的安全。因此，该煤矿在生产中利用化学凝胶剂在挖掘区进行填充，防止采空，该项目负责人采用黄泥进行注浆，由于浆液会随着柔性掩护支架工作面顺溜到下方才空区域，无法达到堵漏防火的效果。因此，单位在封堵时，采用充填凝胶，在灌注2小时之后，回风流中的一氧化碳浓度迅速下降，当墙内一氧化碳降低到一定程度之后，可以从巷道内看到巷道顶帮的一层白色胶状物，然后继续注入化学凝胶剂，将整个空间封闭起来，断绝向采空区供氧的来源，从而达到灭火的目的。
（二）聚氨酯工程应用
压注法加固采用煤壁或巷道破碎顶板，压注采用ZPY-Ⅱ型，AB料液喷注，利用控制器先将浆液注入到煤岩体中，聚氨酯在煤岩体中膨胀发生反应，将松散没岩体粘结不强加固成有机体，这样整体强度就会升高，聚氨酯的主要作用就是将增强有机体，增强整体的强度，提高填充的密实性，其次，还有锚索注浆加固方法，这种工艺主要是锚固深度比较大，可以增加预紧应力的支护强度，在煤岩体的回采巷道施工中的应用具有可靠性高的优势，锚索注浆加固能克服水泥锚索张拉等待的时间，解决单位锚索长度不达标的问题，提高支护轻度，最终达到非常理想的支护效果，提高安全度。
三、化工材料在采矿安全中的应用及配套装备技术
（一）化工材料工程技术
在采矿活动中，采用高压泥浆泵，将水溶液压入巷道破碎的顶端煤体中，利用水玻璃碳酸氢铵，或者其他的化学凝胶剂，降低煤体的温度，在煤体内形成硅酸胶体堵塞松散煤体的漏风通道，将煤体与空气中的氧气隔离，避免过度接触，而破坏煤燃烧的温度，降低燃烧的可能性，达到灭火的目的。
聚氨酯具有粘结性和超强的强度，在使用这种化工材料时，一定控制剂量和分子组成，极性基因与煤岩体表面有非常强的粘结力，进而能不断增强，煤岩体与化工材料之间的粘性，让两者能充分结合，避免缝隙。此外，材料的强度能增强分子结构的交联度和柔韧性，分子结构的刚性链段含量越高，材料的强度就越高，能否生成聚氨酯聚合物，刚性越好其强度就越高。因此，在一般情况下，采矿生产活动中，支护材料应该具有非常好的膨胀性，其膨胀倍数应该控制在4-6倍之间，喷涂材料的膨胀倍数应该为20-30倍，这样才能降低能耗，节约成本。
（二）喷注技术
喷注技术是目前使用比较广泛的一种技术，常见的装备组合形式有两种，即两台高压泵分别压注，将材料混合之后再注入煤体中。这种装备主要是利用高压泵的压力作用，实现喷注，依靠气动力驱动，能使两台高压泵同时运作，将在料液注入之后，能及时将两种料液混合，并且均匀混合，然后提取纯度比较高的矿产资源。喷注技术主要技术原理就是在矿井下运行，根据矿井的实际情况，其喷注范围比较小，在防火工程中应用最为广泛，其体积比较小，便于随时携带，且结构紧凑，所需要的劳动力也比较少，一般一次操作只需要1-3人即可。驱动动力源主要使用压风机房井中原本有的风包动力，一般风压化学胶凝剂的压强应该控制在0.45—1.5MPa，聚氨酯应该保持在1.5—2.5 MPa，在这种状态下能达到最佳的喷注效果。混合器技术装备是最为重要的设备，混合器的主要功能是实现两种材料的均匀混合，进而产生一种雾状射流，材料混合之后，在其中的流动性时间必须与材料充分混合，并且发生反应之后相互匹配，在使用过程中，一定要根据材料的性能以及喷涂工艺参数进行确定，确保效率和安全。
结束语
综上所述，化工材料在采矿安全中的应用具有重要的作用和意义，新的化工材料能充分利用在防火工程中，在采矿安全中，煤体可矿床中的一氧化碳增加时，可以使用化学凝胶剂，增加整个矿区的密封性，降低一氧化碳含量，达到灭火的效果。
参考文献：
[1]赵建国.化工材料在采矿安全中的应用及配套装备研究[J].科技与生活，2012（08）
[2]方体利，崔建井，刘宁.应用新型材料注浆加固软岩巷道施工技术[J].山东煤炭科技，2011（02）
[3]宋嘉栋，姚中亮，柳小胜.富水第四系覆盖铁矿床安全采矿技术研究[M].第八届全国采矿学术会议，2009
关键词：化工材料；采矿安全；配套装备
【分类号】：TG333.7
随着我国科技和经济水平不断提高，近年来，在科研方面的投入也越来越多，很多新技术、新工艺以及新材料被研发并应用于实践活动中，如水玻璃—碳氢化合物、水玻璃—水泥、聚氨酯树脂类等化工材料在实践生产活动中的应用，都极大地提高了采矿的安全性和效率。研究化工材料在采矿安全中的应用及配套装备具有重要的作用和意义，只有掌握化工材料的基本特性，才能在实践中更好地利用各种不同的化工材料，进而才能充分发挥化工材料的在采矿安全中的作用，进一步研究新的装备和采矿技术，是提高生产质量和水平的重要保障，相关人员应该要重视，并且结合实践推动采矿事业的快速发展。
一、采矿安全中常见的化工材料及特性
（一）化学凝胶剂
化学凝胶剂主要有水玻璃和碳酸氢铵组成，按经过计算，按照一定的剂量混合制成化学凝胶剂，不同比例配制而成的化工材料，其凝胶效果不同，采矿安全生产活动中使用化学凝胶剂的主要功效就是稳定岩层，用于填充空缺，以防止踏空，出现危险事故。根据相关调查结果显示，水玻璃、碳酸氢铵组成分子分别为15：12时，此时的强度最强，成分比例越高，化学凝胶剂的强度就越强，在配制中，如果需要使用强度比较大的材料，就可以提高配制比例。
（二）聚氨酯泡沫体
聚氨酯泡沫体是一种合成材料，目前在工业中将这种化学材料分为三种类型，一步制成法、预聚体法以及半预聚体法，采矿中应用的材料主要是指第一種材料，其中主要成分包括多异氰酸酯，与其他材料相比，不包含催化剂、发泡剂以及泡沫稳定剂等，根据使用原材料的不同，将其分为不同种类。聚氨酯泡沫体的发泡速度非常快，材料混合在几分钟之内，就能迅速的溶合，并且发泡，可以制作成具有较高分子并且具有一定交链度的泡沫产品，如果想进一步提高其发泡速度，可以在制作过程中使用催化剂，来调价发泡速度。此外，聚氨酯泡沫体还具有一定的特性，这些特性主要是对工作设备、使用环境以及施工工艺都产生着重要的影响。如材料的粘度，多异氰酸酯很容易与其他材料发生粘结，而无法及时清除，且发泡时间比较久，其发泡质量深受温度的影响，在实际采矿中如果要使用这种材料，一定要控制温度的变化，提高一次成型的质量。
二、化工材料在采矿安全中的应用
目前使用最为广泛的采矿安全技术主要包括化工材料工程应用技术、喷注工艺以及新型装备技术等，这些技术在采矿安全生产中的应用极大地提高采矿工作的质量和效率。
（一）采空区的應用
某煤矿急倾斜煤层在回采结束之后，拆除架子回料，在煤层的另一侧开辟一条顺槽，间距为1m，建设两道封闭墙，封闭墙之间用黄泥封堵，之间的距离保持在10m，但是由于这种建设影响了煤柱的菜动压力，在矿井中的一氧化碳浓度升高时，很容易发生中毒现象，严重威胁生产工作人员的安全。因此，该煤矿在生产中利用化学凝胶剂在挖掘区进行填充，防止采空，该项目负责人采用黄泥进行注浆，由于浆液会随着柔性掩护支架工作面顺溜到下方才空区域，无法达到堵漏防火的效果。因此，单位在封堵时，采用充填凝胶，在灌注2小时之后，回风流中的一氧化碳浓度迅速下降，当墙内一氧化碳降低到一定程度之后，可以从巷道内看到巷道顶帮的一层白色胶状物，然后继续注入化学凝胶剂，将整个空间封闭起来，断绝向采空区供氧的来源，从而达到灭火的目的。
（二）聚氨酯工程应用
压注法加固采用煤壁或巷道破碎顶板，压注采用ZPY-Ⅱ型，AB料液喷注，利用控制器先将浆液注入到煤岩体中，聚氨酯在煤岩体中膨胀发生反应，将松散没岩体粘结不强加固成有机体，这样整体强度就会升高，聚氨酯的主要作用就是将增强有机体，增强整体的强度，提高填充的密实性，其次，还有锚索注浆加固方法，这种工艺主要是锚固深度比较大，可以增加预紧应力的支护强度，在煤岩体的回采巷道施工中的应用具有可靠性高的优势，锚索注浆加固能克服水泥锚索张拉等待的时间，解决单位锚索长度不达标的问题，提高支护轻度，最终达到非常理想的支护效果，提高安全度。
三、化工材料在采矿安全中的应用及配套装备技术
（一）化工材料工程技术
在采矿活动中，采用高压泥浆泵，将水溶液压入巷道破碎的顶端煤体中，利用水玻璃碳酸氢铵，或者其他的化学凝胶剂，降低煤体的温度，在煤体内形成硅酸胶体堵塞松散煤体的漏风通道，将煤体与空气中的氧气隔离，避免过度接触，而破坏煤燃烧的温度，降低燃烧的可能性，达到灭火的目的。
聚氨酯具有粘结性和超强的强度，在使用这种化工材料时，一定控制剂量和分子组成，极性基因与煤岩体表面有非常强的粘结力，进而能不断增强，煤岩体与化工材料之间的粘性，让两者能充分结合，避免缝隙。此外，材料的强度能增强分子结构的交联度和柔韧性，分子结构的刚性链段含量越高，材料的强度就越高，能否生成聚氨酯聚合物，刚性越好其强度就越高。因此，在一般情况下，采矿生产活动中，支护材料应该具有非常好的膨胀性，其膨胀倍数应该控制在4-6倍之间，喷涂材料的膨胀倍数应该为20-30倍，这样才能降低能耗，节约成本。
（二）喷注技术
喷注技术是目前使用比较广泛的一种技术，常见的装备组合形式有两种，即两台高压泵分别压注，将材料混合之后再注入煤体中。这种装备主要是利用高压泵的压力作用，实现喷注，依靠气动力驱动，能使两台高压泵同时运作，将在料液注入之后，能及时将两种料液混合，并且均匀混合，然后提取纯度比较高的矿产资源。喷注技术主要技术原理就是在矿井下运行，根据矿井的实际情况，其喷注范围比较小，在防火工程中应用最为广泛，其体积比较小，便于随时携带，且结构紧凑，所需要的劳动力也比较少，一般一次操作只需要1-3人即可。驱动动力源主要使用压风机房井中原本有的风包动力，一般风压化学胶凝剂的压强应该控制在0.45—1.5MPa，聚氨酯应该保持在1.5—2.5 MPa，在这种状态下能达到最佳的喷注效果。混合器技术装备是最为重要的设备，混合器的主要功能是实现两种材料的均匀混合，进而产生一种雾状射流，材料混合之后，在其中的流动性时间必须与材料充分混合，并且发生反应之后相互匹配，在使用过程中，一定要根据材料的性能以及喷涂工艺参数进行确定，确保效率和安全。
结束语
综上所述，化工材料在采矿安全中的应用具有重要的作用和意义，新的化工材料能充分利用在防火工程中，在采矿安全中，煤体可矿床中的一氧化碳增加时，可以使用化学凝胶剂，增加整个矿区的密封性，降低一氧化碳含量，达到灭火的效果。
参考文献：
[1]赵建国.化工材料在采矿安全中的应用及配套装备研究[J].科技与生活，2012（08）
[2]方体利，崔建井，刘宁.应用新型材料注浆加固软岩巷道施工技术[J].山东煤炭科技，2011（02）
[3]宋嘉栋，姚中亮，柳小胜.富水第四系覆盖铁矿床安全采矿技术研究[M].第八届全国采矿学术会议，2009