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煤矿加固煤岩体用聚氨酯材料检测

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发布时间：2025-05-12 18:49:28 更新时间：2025-06-09 21:31:24

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

煤矿加固煤岩体用聚氨酯材料检测技术

一、检测的重要性和背景介绍

煤矿井下开采过程中，煤岩体稳定性直接关系到矿井安全生产。聚氨酯材料因其优异的粘结性、快速固化特性和良好的力学性能，已成为煤矿加固工程中最重要的注浆材料之一。据统计，我国煤矿每年使用的聚氨酯类加固材料超过30万吨，应用在顶板加固、煤壁加固、巷道支护等多个关键领域。由于井下作业环境复杂(高湿度、高应力、高瓦斯)，材料性能的可靠性直接关系到支护效果和矿工生命安全。因此必须建立严格的材料检测体系，确保材料满足：抗压强度≥15MPa、粘结强度≥1.5MPa、阻燃等级达到煤矿安全标准等关键指标要求。

二、检测项目和范围

主要检测项目包括：1)物理性能检测：密度(GB/T 6343)、粘度(GB/T 2794)；2)力学性能检测：抗压强度(GB/T 2567)、抗拉强度(GB/T 1040)、粘结强度(MT/T 1137)；3)安全性能检测：阻燃性(GB/T 2408)、抗静电性(GB/T 1410)；4)耐久性检测：耐水性(GB/T 1733)、耐酸碱性(GB/T 11547)；5)反应特性检测：固化时间、放热温度等。检测范围涵盖原材料、反应产物及固化体三个状态。

三、使用的检测仪器和设备

关键检测设备包括：1)万能材料试验机(量程≥50kN，精度0.5级)用于力学性能测试；2)旋转粘度计(测量范围1-100000mPa·s)；3)氧指数测定仪(符合GB/T 2406标准)；4)表面电阻测试仪(测量范围10^3-10^12Ω)；5)恒温恒湿箱(控制精度±1℃/±3%RH)；6)热重分析仪(TGA)用于热稳定性检测；7)傅里叶红外光谱仪(FTIR)用于成分分析。所有设备均需定期校准并取得计量证书。

四、标准检测方法和流程

标准检测流程为：1)取样：按GB/T 6678规定取样，原材料取样量不少于5kg，固化体制作标准试件(50×50×50mm立方体或Φ50×100mm圆柱体)；2)环境调节：试件在温度23±2℃、相对湿度50±5%条件下养护72h；3)性能测试：a)抗压强度测试加载速率1mm/min，b)粘结强度采用"8"字形试件法，c)阻燃性测试按垂直燃烧法；4)数据记录：每组测试不少于5个平行样，取算术平均值；5)异常处理：数据离散度超过15%需重新测试。

五、相关的技术标准和规范

主要依据标准包括：1)国家标准：GB/T 1040《塑料拉伸性能的测定》、GB 8624《建筑材料及制品燃烧性能分级》；2)行业标准：MT/T 1137《煤矿加固煤岩体用高分子材料》、AQ 1089《煤矿加固材料安全技术要求》；3)企业标准：一般要求高于国家标准20%以上。特别需要注意的是，煤矿用材料必须满足《煤矿安全规程》第246条关于阻燃、抗静电的强制性要求。

六、检测结果的评判标准

合格判定标准为：1)基本力学性能：固化体抗压强度≥15MPa，粘结强度≥1.5MPa；2)安全性能：氧指数≥28%，表面电阻≤3×10^8Ω；3)反应特性：双组分材料适用期≥3min(25℃)，放热峰值≤120℃；4)耐久性：水浸7天后强度保持率≥85%。出现以下任一情况判定不合格：a)阻燃测试有熔滴现象，b)抗静电测试表面电阻＞1×10^9Ω，c)固化体出现明显收缩裂纹(裂纹宽度＞0.2mm)。检测报告需包含所有原始数据并给出明确结论。