01研究背景 因反應放熱小、阻燃性高、安全性強等突出優(yōu)勢，硅酸鹽改性聚氨酯加固材料對于治理煤礦采掘工作面頂板冒落、煤壁片幫具有不可替代的作用，對保障采煤安全，提高采煤效率具有重要意義，已成為消耗量最大的化學注漿加固材料。據(jù)不完全統(tǒng)計，2021年煤礦領域消耗該類材料高達 30萬噸。 硅酸鹽改性聚氨酯加固材料是由A、B組分構成的一種雙組分漿液，經(jīng)氣動注漿泵混合后注入煤巖體裂隙。目前，行業(yè)中B組分生產(chǎn)過程一般為：投入原料1、原料2——攪拌加熱至50—80℃——聚合反應2-3 小時→檢驗聚合程度——投入原料3、原料4→檢驗混勻程度——冷卻至室溫——罐裝。 該生產(chǎn)過程的弊端主要表現(xiàn)在： ①安全性有待提高：該過程屬于高分子聚合反應，伴隨放熱過程，且溫度、濕度、轉速、時間等均影響聚合過程，若配方設計有缺陷或工藝參數(shù)設置不合理，極易造成爆聚，不僅損害生產(chǎn)設備、而且易出現(xiàn)安全事故； ②生產(chǎn)效率低：因涉及加熱、聚合、攪拌、冷卻等多步驟，常規(guī)生產(chǎn)設備下，整個過程一般耗時超過 300分鐘； ③能耗較高：行業(yè)中一般采用電加熱反應釜，需要先升溫聚合再冷卻罐裝?？傊?，這種繁瑣復雜、效率低、能耗高的生產(chǎn)工藝已成為一直未能得到有效解決的行業(yè)痛點問題。 02研究內(nèi)容 1.工藝方案 針對技術瓶頸問題，項目團隊采用多種技術疊加開發(fā)了新配方新生產(chǎn)工藝，主要過程為：投入原料 a、原料b和原料c→常溫攪拌20-30分鐘→檢驗混勻程度——罐裝。 2.主要特點 （1）采用超前自聚合技術，突破了高溫聚合技術瓶頸，首次實現(xiàn)常溫下物理調(diào)合法制備礦用硅酸鹽改性聚氨酯注漿加固材料，將化學過程變?yōu)槲锢磉^程極大地提高了生產(chǎn)的安全性和可靠性： （2）采用增塑降黏技術，自主開發(fā)了體系專用增塑劑，首次實現(xiàn)常溫下快速制備，生產(chǎn)效率成倍提高，且極大降低了能耗： （3）從源頭杜絕引入高揮發(fā)、刺激性分子，極大提高了材料的環(huán)保性，該技術已獲得國家環(huán)保認證，為目前行業(yè)唯一單位。 03應用效果 該創(chuàng)新成果顯著提高了礦用注漿加固材料生產(chǎn)的安全性和便捷性，且極大提高了生產(chǎn)效率，極大降低了生產(chǎn)能耗，經(jīng)濟和社會效益顯著。 1.安全生產(chǎn)水平極大提升：新技術新工藝將控制難度大、危險因素多的化學過程變?yōu)榱撕唵?、安全的物理調(diào)合過程，從根本上降低了生產(chǎn)中出現(xiàn)安全事故的風險，提