[发明专利]薄喷封闭材料及薄喷封闭方法、开放式粉体喷射设备

说明书

本发明提供一种薄喷封闭材料，包含重量百分比的组分为RD型聚合物粉体15‑55%、无机填料30‑60%、无机成膜剂14.5‑40%、其他助剂0.5‑5%。本发明的薄喷封闭材料采用RD型聚合物粉体为主要成膜组分，加水可喷涂成膜，无副产物、VOC和反应热，装、运、贮、用方便、低廉；具有良好的成膜性、延展性、渗透性、环保性、阻燃性，并可以达到足够的强度，在锚喷支护技术中可取代喷射混凝土支护。本发明还提供了一种结构简单，噪音较小，无粉尘排放的适合本发明薄喷封闭材料使用的开放式粉体喷射设备，它包括文丘里气料混合管、落料管、压缩空气源，喷枪通过输送管与文丘里气料混合管的出料口相通，在喷枪上还设置有与喷枪相通用于向喷枪内喷入雾化水的喷咀。

技术领域

本发明涉及一种薄喷封闭材料、其薄喷封闭方法以及开放式粉体喷射设备，特别适用于煤矿井下矿山井下巷道使用。

背景技术

目前，国内矿井主要采用锚喷支护作为巷道支护的主要技术手段。锚喷支护可以有效的控制巷道围岩的变形，保证巷道的稳定性，促进矿山巷道支护技术改革。其中，喷射混凝土是锚喷支护技术体系中的重要内容，其作用是对围岩进行封闭和加固。

然而经过数十年来的实践检验，人们重新认识到喷射混凝土的承载能力、适用范围及环境安全问题：

1. 粉尘浓度大，易使操作人员罹患尘肺等职业病。

2. 喷射混凝土回弹率高，物料浪费严重。

3. 混凝土喷层支护能力不确定：包括较难射进岩体裂缝，降低围岩凹凸处应力集中作用不明显等。

4. 混凝土喷层难与岩体共同变形，易断裂、脱落，形成新的安全隐患。

5. 无论喷射混凝土工艺目的是承载、封闭、堵漏等，由于其材料特性均需厚喷，易造成过度支护，使得其喷射速度慢，用人多，不利于减人提效。

近年来，有研究者根据部分矿区的锚喷支护效果观察，发现混凝土喷层并不起主导承载作用，经过理论分析和现场试验，提出了只要适当调整锚网支护参数，完全可以在锚喷支护巷道取消喷射混凝土支护工序。但取消喷射混凝土工序后，势必造成巷道围岩、锚网裸露，从而导致围岩风化、锚网锈蚀和煤层自燃。

国内外目前类似技术与成果较少，国内文献以“一种矿山支护乳体喷浆材料及支护喷浆施工方法”为代表，采用水玻璃与石粉混合制成基料并与固化剂配套使用，具有无回弹、阻燃、凝固快、强度高及施工成本低等特点，但需现场配浆，工艺复杂，清理繁琐，作业环境不清洁，且薄膜附着力较小、延展性差。国外基本采用双组份的反应型材料，具有粘结力强、固化迅速、力学性能优异、填充缝隙能力及延展性能优越等特点，但易生反应热和刺鼻气味，不利于矿山井下施工。因此，无论是薄喷材料，以及相配套的工艺，现有技术与成果均难以满足我国矿山要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有良好成膜性、延展性、渗透性、环保性、阻燃性的非反应型粉末状薄喷封闭材料。

本薄喷封闭材料，包含按重量百分比计的以下组分：RD型聚合物粉体15-55%、无机填料30-60%、无机成膜剂14.5-40%、其他助剂0.5-5%。

优选的，所述无机填料为惰性粉体材料。

优选的，所述无机填料为炭黑和/或石粉。

优选的，所述无机成膜剂为活性粉体材料。

优选的，所述无机成膜剂为硅酸钠、石膏、白水泥中的两种或者三种，其中硅酸钠重量百分比为0～40%，石膏重量百分比为0～40%，白水泥重量百分比为20%～90%。

优选的，所述助剂为消泡剂、纤维素醚和/或淀粉醚。

优选的，当无机填料含量大于等于30%时，所述助剂还包括焦磷酸钠和/或六偏磷酸钠。