[发明专利]一种煤矿井下巷道用喷涂材料及制备方法

说明书

本发明公开一种煤矿井下巷道用喷涂材料及制备方法，解决现有喷涂材料粘结性差、回弹大、落地料多、易开裂、不具备防渗漏水和防瓦斯泄漏等功能的问题，提供一种喷涂材料以及喷涂材料的制备方法。该煤矿用喷涂材料采用采用无机复合材料，结合了有机材料与无机材料的各项优点，利用正交试验法，分析原料组份的最佳配比，极大地提高了喷涂的速度和质量，改善了工作环境，同时降低了成本，取得了较好的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明为一种煤矿井下巷道用喷涂材料及制备方法，具体涉及煤矿井下巷道施工用喷涂材料及该材料的制备技术领域。

背景技术

煤矿井下巷道煤系地层大多为煤岩、砂岩、页岩、泥岩及黏土岩，不仅岩石的力学性能较差，而且节理裂隙发育，稳定性不好。煤矿巷道围岩中各种粒度的砂岩、砂质页岩或泥质砂岩极易风化，吸水软化，甚至泥化、崩解和膨胀。煤矿井下空间狭小，环境恶劣，煤岩壁凹凸不平且潮湿，渗漏水普遍，巷道开挖后岩体产生变形，巷道掘进过程中会有瓦斯涌出或溢出。金属网及锚杆、锚索外露端极易锈蚀，致使对围岩的约束力降低。因此，巷道表面的密闭处理对保持巷道长期稳定十分重要。喷涂材料必须满足以下性能要求：喷涂速度快，对掘进影响小，减少巷道施工中喷涂作业所用工时；粘结力强，能够快速牢固粘接岩石、金属材料、塑料等；密闭性好，能有效隔水，防止瓦斯溢出；喷层有较好的柔性，抗弯折、抗剪切强度高；喷涂施工时无粉尘、回弹率低；材料无毒无味，阻燃，抗静电，安全环保；成本低。

国内目前的煤矿井下巷道喷涂材料是将水泥、沙、石子等运入矿井下，现场干混搅拌，然后用喷涂机，采用风力输送方式，在喷涂机的枪口处，与水混合，喷射到开采后的层面岩层上，水泥材料固化后，起到封闭支护的作用，这种现场干法搅拌方式有以下缺点：

1、在井下开采现场，干法搅拌水泥砂石，水泥砂石等粉尘的污染大，对现场工人的身体危害大，严重污染井下环境；

2、现场搅拌，搅拌机产生的噪音大，对操作人员的听力危害大；

3、现场搅拌，操作人员不容易严格控制水泥砂石子等的配比，对喷涂材料的质量控制不严格，容易造成质量事故的隐患；另外喷涂材料的粘附性差，喷射到岩面后容易产生落地料，造成大量浪费，一般回弹落地料超过30％；喷涂材料的性能单一，无法做到使喷涂材料具有高粘附性、防水性、防开裂、加固支撑性与一体；

4、现场搅拌，需要占用井下宝贵的巷道场所，比如堆放水泥，砂石等，影响巷道断面和运输间隙，影响采煤主业的施工速度，容易堵塞巷道造成事故隐患；

5、喷涂的厚度要求厚，一般在10-20厘米厚，喷上去粘结性差，回弹大，落地料多，造成喷涂材料浪费严重，同时砂浆凝结慢，支护作用发挥慢；

6、喷涂材料固化后，由于配料单一，成分中刚性组分居多，材料刚性脆性大，柔性不足，随着井下巷道的地质运动或者再次开采中的放炮等震动，极容易造成传统喷涂材料的开裂脱落，继而可能造成进一步的渗漏水、瓦斯溢出、支护砂浆坍塌等隐患，不能真正起到其应有的防护作用。

综上，由于传统的喷射混凝土技术存在施工速度慢、劳动环境差、材料消耗大、辅助运输量大、安全隐患多等诸多缺点，极大地制约了当前采用锚喷支护的矿用井巷掘进速度，因此，有必要研制一种新型的性能优良的矿用喷涂材料以提高支护强度，节约成本，优化巷道支护密闭工艺。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种无需在施工现场混合搅拌、无任何粉尘和环境污染、保障施工人员身心健康、实现文明施工的适于煤矿井下巷道用的低粉尘、高粘性，克服现有传统喷涂材料粘结性差、回弹大、落地料多、易开裂、不具备防渗漏水和防瓦斯泄漏等功能的喷涂材料以及喷涂材料的制备方法。填补现有技术的一项空白。