煤矿密闭充填用高分子材料安全性、环保性评价报告

　密闭充填用高分子材料安全性及环保性评价报告

　*** 煤矿永久防火密闭充填的高分子材料生产于 ** 凝固力新型材料有限公司，属 P 类（用于需承载的充填密闭空间）。为保证该材料在使用环节不对作业人员产生危害， 不污染井下安全生产环境， 由**

　凝固力新型材料有限公司委托相关单位对该材料进行检测。

　根据《煤

　 矿安全规程》第二百五十九条规定，依据检测检验报告，我矿对该凝

　 固力充填材料进行了安全、环保评价，现报告如下。

　 一、评价依据

　 1、GB18582-2008《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》

　；

　 2、AQ1090《煤矿充填密闭用高分子发泡材料》；

　 3、MT113-1995《煤矿井下用聚合物制品阻燃抗静电性通用实验

　 方法和判定规则》；

　 4、《煤矿安全规程》（

　2016 年版）；

　 5、《凝固力材料检测报告》；

　 6、填充材料产品简介。

　 二、评价内容

　 （一）原材料及混成料对人体的危害，混成过程及喷、注过程产

　 生的有害气体对人体的危害，控制及防护措施的有效性。

　 1、原材料及混成料对人体的危害、混成过程及喷、注过程产生

　 的有害气体对人体的危害

　 原材料及混成料对人体的危害主要体现在有毒性、 刺激性和腐蚀

　 性。我矿所使用的凝固力充填材料的检测内容有

　:4

　种苯系物总和、

　 挥发性 有机 化合物 （ VOC）、可溶性

　金属 ，根 据报告 （编 号：

　 BETC-HJ-2017-D-00757）内容显示，挥发性有机化合物（

　VOC）浓度

　 为 2g/L ，限值为 120g/L ，4 种苯系物总和为

　50mg/Kg，限值为 300mg/Kg，

　 可溶性金属铅含量为

　2.79mg/Kg ，限值为

　90mg/Kg，镉含量为

　 0.13mg/Kg，限值为 75mg/Kg，铬含量为 0.77mg/Kg，限值为 60mg/Kg，

　 汞 含 量 为

　0.05mg/Kg ，限 值 为

　60mg/Kg 。

　所 有 检 测 项目 符 合 GB18582-2008 《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》。

　 在实际使用过程中， 原材料及混成料有轻微刺激性气味， 作业人员接触一个工班后无不良反应，且未见对人体的腐蚀作用。

　 2、控制及防护措施的有效性

　 食入、眼睛接触、皮肤接触是该高分子材料对人体造成危害的常见情况，根据各类检测检验报告可知， 该高分子材料的各类有毒物质含量低于相关标准，但为保证喷、注过程的安全进行，必须严格按照安全技术措施执行。

　我矿编制的高分子材料使用安全技术措施经总工程师审批，且执行到位，在实际使用过程中未发生过人员中毒、腐蚀事故，故控制及防护措施有效。

　 （二）原材料及混成料对设备腐蚀危险及防范措施的有效性

　 我矿所用的高分子材料用于采空区永久防火密闭内的充填， 由专业人员、专用充填设备充填，过程中不接触任何煤矿在用设备及材料，且充填泵定期由充填单位维修、 保养，所以原材料及混成材料没有对本单位设备、材料腐蚀的危险。

　 （三）原材料、混成料对井下工作环境、水环境的污染程度

　 高分子原材料包装密封且存放于地面库房、 不易燃，对井下工作环境、水环境无污染。混成料及时喷注入密闭内，不易燃，产热性、阻燃性和抗静电性、 有毒物质含量均符合相关标准， 且在喷注过后及时清理现场余料， 故混成料对井下工作环境、 水环境的污染程度可以忽略不计。

　 （四）混成过程、喷注过程产生温升时，引发瓦斯煤尘爆炸、矿井火灾的危险性及其防控措施的有效性

　 根据检测检验报告，该高分子材料最高反应温度为 91℃，混成过程不产生明火。

　矿井瓦斯绝对瓦斯涌出量为 0.79m 3 /min ，相对瓦斯涌出量为 0.41m 3 /min ，且喷注高分子材料处全部为全风压通风， 周围

　 巷道浮煤、杂物经清理，积尘经冲洗，瓦斯浓度、煤尘浓度符合《煤

　 矿安全规程规定》 ，故混成过程及喷注过程引发瓦斯爆炸和煤尘爆炸

　 的危险性较小。

　 我矿在喷注过程中严格按照操作规范执行，防控措施执行到位，

　 施工过程中未发生安全事故，控制及防护措施有效。

　 （五）混成料的阻燃、抗静电性特征

　 在混成料阻燃性能酒精喷灯燃烧试验中有焰燃烧时间

　0s，无焰

　 燃烧时间 0s，火焰扩展长度

　48-56mm，酒精灯燃烧试验中有焰燃烧时

　 间 0s，无焰燃烧时间 0s，火焰扩展长度

　37-44mm。在表面电阻试验

　 中三个试件上下表面试验结果分别为

　 1 上 ：3.76*10

　6 Ω， 1 下

　：

　3.14*10

　6 Ω、 2 上

　：

　2.74*10 6 Ω、 2 下

　：

　3.21*10 6 Ω、 3 上 ：

　3.43*10

　6 Ω、 3 下 ：

　2.87*10

　6

　Ω，阻燃性和抗静电性符合 MT113-1995《煤矿井下用聚合物制品阻燃抗静电性通用实验方法和判定规则》。

　 三、评价结论

　 根据评估内容得出我矿使用的永久防火密闭充填的高分子材料

　 具备安全性和环保性， 采取的安全技术措施安全有效。

　该材料对于密闭充填的实用性、可操作性较好，同时其安全、环保达标，完全可满足我矿的安全生产要求。

　 附：

　 1、高分子材料技术指标；

　 2、充填高分子材料操作方法；

　 3、充填高分子材料安全技术措施；

　 附件 1：

　 高分子材料技术指标

　 一、产品简介

　 该高分子填充材料是针对密闭废弃巷道、采空区、闭墙、冒顶等的一种方便、高效的永久性密闭材料，由于它反应迅速即时发泡、气密性好、阻燃、膨胀倍数高，液体能够充填到所有缝隙，而且生成物具有一定的韧性，抗压强度高，高弹性，不受地质变形而引起的压力变化，能充分解决以前密闭墙、冒顶、采空区封闭的缺点和弊端，所以此材料广泛用于各大矿井高冒区充填、 永久密闭墙、采空区密闭的建造。

　 二、产品性能

　 该产品为双组份组合成的只需气力动力设备， 使用方便、密闭性能高，主要特性如下：

　 1）强力快速发泡成型，可堆积。

　 2）单方充填性价比高，国内领先技术。

　 3）无毒、无味、无污染、无腐蚀性。

　 4）阻燃安全。

　 5）施工快捷简便。

　 三、技术参数

　 序号

　项目

　技术指标或执行标准

　 A 组分

　B 组分

　 1

　外观

　黑色液体

　深棕色液体

　 分布均匀 , 无结块

　 2

　 闪点, ℃

　不燃烧

　未检测出

　 3

　 有害物质限量

　符合标准 GB18583-2008

　 4

　 膨胀倍数，倍

　 36

　 5

　 发泡时间， s

　 10-20s

　 6

　 表面电阻，Ω

　 3.76 ×

　10 6

　 3.14 ×

　10 6

　有焰燃烧时间，

　 0

　s

　酒精喷灯

　无焰燃烧时间，

　 0

　 燃烧试验

　s

　火焰扩展长度 ,

　 48 ～ 56

　阻燃

　 mm

　7

　性能

　 有焰燃烧时间，

　0

　s

　酒精灯燃

　无焰燃烧时间，

　 0

　 烧试验

　s

　火焰扩展长度 ,

　 37 ～ 44

　mm

　8

　尺寸稳定性（

　70 ℃±

　2 ℃

　48h ），

　%

　 0.07

　 压应变 10%，kPa

　 56

　 9

　抗压

　压应变 30%，kPa

　 57

　 强度

　压应变 70%，kPa

　 76

　10

　 最高反应温度，℃

　 91

　 四、应用范围

　 1、巷道冒顶、片帮充填，废弃巷道充填；

　 2、掘进工作面、采煤工作面煤岩体冒落空隙充填；

　 3、两道密闭墙之间充填；

　 4、建临时挡风墙；

　 5、采煤工作面隅角堵漏风。

　 6、支架后充填

　 五、施工设备

　 注浆采用 *** 型气动高压双液化学注浆泵，如图 1。与注浆设备配套的进风管路为 φ 13mm 高压风管若干米，出浆管规格为 φ 10mm，长度为 10m、5m、2m 各若干根。

　*** 型气动高压双液化学注浆泵。

　 *** 气动高压双液注技术参数表

　参数名称

　参数值

　参数名称

　参数值

　流量 L/min

　8.4

　额定压力 MPa

　12

　浆液组分比（可调节）

　1: （ 1-4 ）

　最大压力 MPa

　21

　进气压力

　0.2-0.8MPa

　耗气量

　3

　 2m/min

　噪声声压等级

　85 分贝

　适用介质

　化学浆液

　外形尺寸

　650*425*745mm

　作用类型

　柱塞

　 注浆管、混合器、抗震压力表、吸浆管、高压胶管

　 ①

　注浆管：选用

　4″钢管做注浆管，其长 1-2.5m 。

　 ②

　混合器：选用人字型三通混合器。

　 ③

　抗震压力表：选用

　YK-1 型耐压 160Kgf/cm 2

　的抗震压力表。

　 ④

　高压胶管：出浆管选用直径 13mm 双层钢丝编制的高压胶管 ,

　 允许压力 5Mpa，进风管采用高压胶管。

　 附件 2：

　 充填高分子材料操作方法

　 1、将气动泵放置所要注浆的地点，必须放置水平，保证工作缸

　 与地面垂直，否则影响工作缸的正常工作。

　 2、连接风管：此过程由两人配合完成，在连接风管过程中要确

　 保风管接口的牢固， 将风管接入压风管接口处并插入 U 型卡，另一头由一人双手紧握， 开风人员必须由小到大慢慢开启， 等风管中没有碎物吹出的时候停止吹风，并接入注浆泵开启风阀。

　 连接料管：连接料管时也要注意各 U 型卡的牢固，避免管路扭曲、打折、交叉等。

　 3、配料、调试比例

　 首先将 A、B 料运之泵进料口，距泵体

　1m 处，并将吸料管插入料

　 桶中底部。

　 首先将 A 料气动阀门打开，当 A 料在出料管口流出的时候关闭气动阀门，再开启 B 料气动阀门，当 B 料流出的时候关闭 B 料阀门，然

　 后同时开启 A、B 料气动阀门调试 A、B 料的流量，比例控制在

　1:1 ，

　 在调试比例的时候

　A、B 料流入固定的容器中，当比例调试稳定后，

　 关闭 A、B 气动阀， A、B 料的容器一定不能混用。（调试比例直接关

　 系生成物，一定得细心操作）

　 4、安装枪支

　 当气动阀关闭后，迅速接入枪支，并确保

　U 型卡的牢固。

　 5、把枪支放入墙内，打开阀门，材料经过注浆枪混合后进入墙

　 内，经过一段时间的反应， 当第一排孔有材料溢出后，换到第二排孔

　 开始注浆，当顶部观察孔有材料溢出后，注浆完毕，关闭风动泵。

　 （ 1）充完后关掉阀门，等

　5min 后，即可去掉进料管。

　（ 2）在充填过程中，按技术要求一次性充填完，避免多次充填。

　（ 3）注浆工艺流程

　注浆泵－输送管－控制阀－孔口管－密闭墙

　6、注浆技术要求

　 （ 1）灌浆压力：

　0.1 －1MPa

　（ 2）浆液的变化

　膨胀系数为

　13---18

　倍，凝结时间为

　10---20s 。

　 （ 4）收尾标准

　 注入量 0-5L/min ，延续出现跑浆即可结束该孔的注浆工作。

　 （ 5）注浆量及压力控制

　将注浆管路与孔口管连接好，在注浆过程中，要低压进行，根据

　 具体情况，用控制阀的方法控制吸浆量直至终压结束本孔注浆。

　附件 3：

　 充填高分子材料安全技术措施

　 *** 煤矿永久防火密闭充填的高分子材料生产于 ** 凝固力新型材料有限公司，经评价，该材料安全可靠，所含有毒有害物质均符合相关规范、标准。为防止该材料在存放、使用过程中出现意外事件，致使人员中毒或污染井下作业环境的事件，特制定本安全技术措施。

　1、在购买该材料时，供应科应严格把关，详细查询该材料的安

　 全生产许可证、各项检测检验报告等可证明该材料安全、

　可靠的资料。2、该材料在库房存放时必须进行隔离，无关人员不得靠近、接

　 触。

　 3、高分子发泡材料的施工环境温度为 5℃～ 35℃。当施工环境温度低于 5℃时，应对材料采取预热保温措施。预热方法及预热温度应按照材料使用说明书的建议，但不应采用明火或蒸汽直接预热。

　 4、高分子发泡材料施工期间操作地点应保持良好通风。

　 5、施工区域有通风不良、有毒有害气体涌出、岩石冒落和涌水

　 危害等危险因素存在时， 应采取控制和治理措施， 直至达到安全作业

　 环境，并符合《煤矿安全规程》的要求。

　 6、操作人员在施工时应配戴好劳保用品，包括胶皮手套、口罩、

　 工作服和胶鞋等， 尽量避免直接接触该材料。

　若不慎溅到眼中或皮肤

　 上，应立即用清水冲洗，必要时应到医院处理。

　 7、高分子发泡材料产品进入施工场地后应按照说明要求分类整

　 齐存放

　 8、在进行材料填充的过程中，必须由该材料厂家专业人员现场

　 进行填充，由矿方相关人员配合进行， 所有环节必须由厂家专业人员

　 进行技术指导。

　 9、填充完毕后，必须打扫现场卫生，盛装高分子发泡材料产品

　 的包装桶应回收上井， 将遗留地面、 粘在闭墙上的高分子材料必须清

　 理干净。

　 10、本措施未尽事宜按照使用说明书执行。