[发明专利]一种煤矿矿井巷道喷涂材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种煤矿矿井巷道喷涂材料，涉及矿井用新材料技术领域，包括基层和表层两层，所述基层由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥25‑35份、粉煤灰25‑35份、黏土8‑12份、乳胶粉4‑8份、纤维增强材料10‑15份、苯丙乳液0.2‑0.3份、聚乙烯醇0.1‑0.2份、水玻璃1‑2份和水35‑42份，所述表层为聚氨酯层，支护性能优异，防腐蚀防泄漏，能进一步确保煤矿安全生产。

技术领域

本发明涉及矿井用新材料技术领域，尤其是涉及一种煤矿矿井巷道喷涂材料及其制备方法。

背景技术

煤矿矿井地层多为煤岩、泥岩、沙岩或黏土岩等，力学性能差，稳定性不好，容易风化，而且极易吸水潮解或膨胀，若不经处理容易导致巷道失稳破坏；而且一些巷道需要穿过煤层采空区，采空区中有大量的CH₄、CO等有害气体，巷道通风容易导致采空区气体涌出，因此还需要治理巷道的漏风问题；另外巷道煤层含硫量较高，自燃倾向性高，因此大多数的矿井巷道都会进行壁面喷涂，主要的喷涂材料有混凝土材料和化学喷涂材料，混凝土材料主要成分是混凝土以及粉煤灰等，混凝土材料支护作用比较强，使用成本比较低，而且填充强度高，耐久性比较高，但是在巷道复杂环境中，混凝土内游离碱易析出表面易出现返碱腐蚀的情况，而且防水性能比较差，韧性不高，水分流失后容易出现裂缝，漏风风险比较大；化学喷涂材料常用的是高分子树脂材料，其堵风效果比较好，粘结性高，有一定的形变性，但是其使用成本比较高，防水性能差，涂层受壁面灰尘影响比较大。因此目前新型的巷道喷涂材料多为复合浆体材料，将其喷涂在巷道煤岩表面，固化后形成密闭层，起到防水、防腐蚀、防止瓦斯泄漏的作用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种煤矿矿井巷道喷涂材料，支护性能优异，防腐蚀防泄漏，能进一步确保煤矿安全生产。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种煤矿矿井巷道喷涂材料，包括基层和表层两层，所述基层由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥25-35份、粉煤灰25-35份、黏土8-12份、乳胶粉4-8份、纤维增强材料10-15份、苯丙乳液0.2-0.3份、聚乙烯醇0.1-0.2份、水玻璃1-2份和水35-42份，所述表层为聚氨酯层。

进一步的，所述聚氨酯层由以下重量份数的原料制成：聚醚多元醇100份、甲苯二异氰酸酯17-18份、酚醛树脂3-6份、二甲基硅油8-10份、一缩二乙二醇1-2份、催化剂1-2份、三羟甲基丙烷1-1.5份、空心玻璃微珠10-15份、纤维增强材料8-12份、水玻璃5-8份和去离子水3-5份。

进一步的，所述催化剂为二丁基二月桂酸锡和三乙烯二胺按重量比为2：1混合而成。

进一步的，所述纤维增强材料是由以下步骤制备而成：

将十水四硼酸钠和Zn（NO₃）₂·6H₂O分别溶解在适量水中，搅拌同时将Zn（NO₃）₂·6H₂O溶液逐滴滴入十水四硼酸钠溶液中，70-80℃搅拌1h，调节pH值为8.0，加入纤维材料，继续搅拌反应7-8h，过滤后水洗至中性，然后加入KH550的乙醇溶液，继续搅拌0.5-1h，烘干得产品；

所述十水四硼酸钠、Zn（NO₃）₂·6H₂O、纤维材料、KH550重量比为1：3：5-8：0.5。

进一步的，纤维材料为玻璃纤维和聚丙烯纤维按重量比1：1混合而成。

一种煤矿矿井巷道喷涂材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将硅酸盐水泥、粉煤灰、黏土、乳胶粉混合均匀后，加入纤维增强材料、苯丙乳液、聚乙烯醇、水玻璃和水搅拌均匀，采用喷涂泵将其涂覆在巷道壁，形成基层；