随着采矿规模的不断扩大,矿山每年新掘巷道工程量居高不下,特别是大型煤矿开采及超长隧道开挖,使巷道工程面临的地质条件和环境条件日渐复杂,开采巷道中存在的断裂裂缝、破碎断裂松散岩层、有害气体、滴漏水等灾害,造成巷道漏风、巷道煤体氧化自燃、碎石掉落等安全隐患,对巷道表面防护性能提出越高的要求。传统的巷道表面防护材料为喷射混凝土,虽具有足够的密实性、较高的强度和较好的耐久性。但由于喷射混凝土为脆性材料,其延展率为零,施工过程中存在以下问题:(1)施工速度慢、材料消耗大、辅助运输量大的缺点;(2)喷射混凝土难以深入岩石缝隙,粘接强度较差;(3)施工过程中粉尘较大,造成工人工作量大,吸入大量粉尘对工人健康造成伤害。
同时,矿下巷道中由于夏季地面空气温度升高,空气进入井下后,因气温逐渐降低而饱和能力变小,矿井空气中的一部分水会在支架或井壁上凝结成水珠,因而沿途井巷壁显得潮湿。当巷壁潮湿含有大量水分时,巷道围岩吸收空气中的水分,产生岩体吸水软化的现象,使岩体软化崩解。因此,巷道支护材料的防水抗渗性能尤为重要,这是巷道支护存在的一个关键问题。另外,还有一个关键问题是巷道围岩的微运动会造成支护材料的开裂,一旦开裂就无法达到封闭瓦斯的目的,将带来巨大安全隐患。因此,支护材料柔韧性也是矿下巷道支护中必须要关注的。
近年来,薄喷材料逐渐兴起,薄喷材料的喷射厚度远小于传统喷射混凝土,浆料用量也显著降低,解决了传统喷射混凝土施工速度慢、材料消耗大、辅助运输量大的缺点。同时,薄喷材料还可以深入岩石缝隙,解决了喷射混凝土存在的粘结强度较差的问题。然而,现有薄喷材料的防水抗渗效果不好,尤其是用于巷道亮化喷涂时使用寿命较短,沾染灰尘后不能用水冲洗,其次,喷涂材料韧性不足,无法解决巷道围岩的微运动会造成支护材料开裂的问题。
为了解决现有技术的不足,我公司研发人员自主研发了一种高弹乳液改性环保无机复合喷涂材料,用于巷道煤面密闭、巷道亮化喷涂、加固煤体、防瓦斯溢出、防煤岩体风化、防止顶板渗水、防止金属材料锈蚀、挡风帘喷涂成墙、密闭墙喷涂防漏风,该材料将为煤矿的安全开采提供强有力支撑,同时该材料也填补了公司双组份超高韧性喷涂材料的空白,该材料已经获得国家发明专利授权。