本发明涉及矿用防灭火材料及制备方法，特别是新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火材料及其制备方法。
背景技术：
矿井火灾是威胁我国矿井安全生产的主要灾害之一，尤其是小窑整合矿井以及受煤层赋存、地质条件等方面影响较为严重的矿井表现的更为突出，前者主要是因为小煤窑任意掘进开采，形成大量纵横交错的老采空区、老巷道，巷道年久失修导致保护煤柱与巷道围岩煤岩体生成大量裂隙，甚至造成大面积采空区相互串通等因素造成的小窑火；后者主要是采动影响下的层间漏风，煤层裂隙漏风，废旧巷道或措施巷漏风，漏顶、片帮、采空区坍塌等造成的自然发火，目前，通常采取降温、惰化、隔离等技术手段进行综合治理，其中，注浆充填防灭火技术因其具有成本低、操作方便、效果可靠等优点，在前述小窑火与矿井自然发火防治等技术领域得到了广泛应用，但该技术目前也存在使用黄土粉煤灰等传统浆材浆液流动性强、板结时间长且控制难度大、不易密实接顶、充填区域顶部空间易形成漏风通道等弊端，即使在掺加胶凝剂、速凝剂等添加剂情况下，浆液性能也无法满足平直巷道、冒落空间等地点充填需要。另一方面，表面喷涂材料如聚氨酯硬泡沫、脲醛树脂泡沫、罗克休、米诺华、马丽散等在矿井漏风控制方面也得到了一定程度应用，但该类型材料多属有机化合物，化学反应放热高且易积聚，耐火性差，高温下易分解出有毒有害气体危害工作人员的健康，且成型后强度低，不适用于小窑巷道高强度充填、火区巷道永久隔离等场合应用，因此，煤炭行业急需开发一种具有良好的平巷大空间短距接顶堆积性能、初凝时间可控、材料成型后抗压强度高等优点的无机速凝堆积隔离充填加固材料。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提出的新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火材料，初凝与终凝时间可调可控，稳定性好，耐高温，遇水或浆液侵蚀不软化失效，无腐蚀作用，固化后材料不易收缩，材料成型后力学性能优良的新型矿用防灭火材料。本发明还提出新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
在第一个技术方案中，一种新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火材料，由a、b两种组份构成，a组份由以下重量份的物质组成：异氰酸酯70～80份，强化剂10～16份，一氟二氯乙烷5～8份，催化剂2～5份；b组份由以下重量份的物质组成：聚酯多元醇50～60份，促凝剂13～15份，胶粘剂5～8份，乙二醇7～9份，三乙醇胺5～7份，相变材料9～14份，催化剂2～4份。
在第一个技术方案中，作为优选的，在a组份中，所述强化剂为磷酸三氯乙酯，催化剂为辛酸亚锡；在b组份中，所述促凝剂为三氧化二锑，胶粘剂为氢化蓖麻油，相变材料为磷酸钠，催化剂为三亚乙基二胺。
在第一个技术方案中，作为优选的，所述a组份与b组份质量比为1∶1；a组份和b组份总体积与加入水的体积比为1∶1。
在第一个技术方案中，作为优选的，所述异氰酸酯密度1.22～1.25g/cm3。
在第一个技术方案中，作为优选的，所述磷酸三氯乙酯1.42g/cm3，氯含量36.7％，磷含量10.8％。
在第一个技术方案中，作为优选的，所述三氧化二锑促凝剂熔点600～900℃，平均粒径700～900mm。
在第一个技术方案中，作为优选的，所述三氧化二锑平均粒径为800mm。
在第二个技术方案中，一种新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火材料的制备方法，用于制备如第一个技术方案中所述的新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火材料，包括以下步骤：
步骤1、将异氰酸酯、磷酸三氯乙酯、一氟二氯乙烷、辛酸亚锡四种材料分别进行烘干，然后将粉状研磨至直径0.6～0.8mm区间并筛选，按照各自重量份比例参混均匀即得a料，备用；
步骤2、将聚酯多元醇、三氧化二锑、氢化蓖麻油、乙二醇、三乙醇胺、磷酸钠、三亚乙基二胺七种材料分别进行烘干，然后将粉状研磨至直径0.6～0.8mm区间并筛选，按照各自重量份比例参混均匀即得b料，备用；
步骤3、将a料与b料按照质量比11各自倒入单独的搅拌器并按比例加水充分搅拌均匀后，即得新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火注浆材料。
在第二个技术方案中，作为优选的，在步骤3中，搅拌时间为5～10min。
在第二个技术方案中，作为优选的，在步骤3中，在步骤3中，搅拌时间为8min。
使用本发明的有益效果是：
本发明材料属无机固态粉末，阻燃、无毒性、凝结时间短、抗压强度高、流动度低，制备工艺简单，适合井下大面积使用，材料成型后强度高，尤其适用于防治小窑隐蔽火源入侵主采工作面，实现隔氧堵漏，也适用于充填巷道、破碎煤岩体裂隙封堵及冒落空间充填。
具体实施方式
为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。
实施例1
一种新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火材料，由a、b两种组份构成，a组份由以下重量份的物质组成：异氰酸酯70～80份，强化剂10～16份，一氟二氯乙烷5～8份，催化剂2～5份；b组份由以下重量份的物质组成：聚酯多元醇50～60份，促凝剂13～15份，胶粘剂5～8份，乙二醇7～9份，三乙醇胺5～7份，相变材料9～14份，催化剂2～4份；在a组份中，所述强化剂为磷酸三氯乙酯，催化剂为辛酸亚锡；在b组份中，所述促凝剂为三氧化二锑，胶粘剂为氢化蓖麻油，相变材料为磷酸钠，催化剂为三亚乙基二胺。
作为优选的，a组份与b组份质量比为1∶1；a组份和b组份总体积与加入水的体积比为1∶1。异氰酸酯密度1.22～1.25g/cm3。磷酸三氯乙酯1.42g/cm3，氯含量36.7％，磷含量10.8％。三氧化二锑促凝剂熔点600～900℃，平均粒径700～900mm。作为优选的，所述三氧化二锑平均粒径为800mm。
实施例2
一种新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火材料的制备方法，用于制备如实施例1中提出的新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火材料，包括以下步骤：
步骤1、将异氰酸酯、磷酸三氯乙酯、一氟二氯乙烷、辛酸亚锡四种材料分别进行烘干，然后将粉状研磨至直径0.6～0.8mm区间并筛选，按照各自重量份比例参混均匀即得a料，备用；
步骤2、将聚酯多元醇、三氧化二锑、氢化蓖麻油、乙二醇、三乙醇胺、磷酸钠、三亚乙基二胺七种材料分别进行烘干，然后将粉状研磨至直径0.6～0.8mm区间并筛选，按照各自重量份比例参混均匀即得b料，备用；
步骤3、将a料与b料按照质量比1∶1各自倒入单独的搅拌器并按比例加水充分搅拌均匀后，即得新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火注浆材料。
作为优选的，在步骤3中，搅拌时间为5～10min，搅拌时间优选为8min。
以下实施例3-实施例5，以上述实施例1和实施例2为基础，详细说明新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火材料及其制备方法。
实施例3
一种新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火材料，其中a组份及重量份：异氰酸酯72份，磷酸三氯乙酯12份，一氟二氯乙烷6份，辛酸亚锡3份；b组份及重量份：聚酯多元醇52份，三氧化二锑13.5份，氢化蓖麻油6份，乙二醇8份，三乙醇胺6份，磷酸钠10份，三亚乙基二胺3份。
上述新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火材料的制备方法：将a与b组份共11种材料分别进行烘干，然后将各粉状材料均研磨至直径0.6～0.8mm区间并筛选，再按照组份比例将a料与b料按照质量比1∶1各自倒入单独的搅拌器并按比例加水充分搅拌8min至浆液均匀后，由配套注浆设备吸入混合后泵送，制备得到的注浆材料的相关性能参数见下表1所示。
表1
实施例4
一种新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火材料，其中a组份及重量份：异氰酸酯74份，磷酸三氯乙酯14份，一氟二氯乙烷7份，辛酸亚锡4份；b组份及重量份：聚酯多元醇57份，三氧化二锑14份，氢化蓖麻油7份，乙二醇7.5份，三乙醇胺6.5份，磷酸钠12份，三亚乙基二胺3.5份。
上述新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火材料的制备方法：将a与b组份共11种材料分别进行烘干，然后将各粉状材料均研磨至直径0.6～0.8mm区间并筛选，再按照组份比例将a料与b料按照质量比1∶1各自倒入单独的搅拌器并按比例加水充分搅拌8min至浆液均匀后，由配套注浆设备吸入混合后泵送，制备得到的注浆材料的相关性能参数见下表2所示。
表2
实施例5
一种新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火材料，其中a组份及重量份：异氰酸酯79份，磷酸三氯乙酯15份，一氟二氯乙烷7.5份，辛酸亚锡3.5份；b组份及重量份：聚酯多元醇59份，三氧化二锑14.5份，氢化蓖麻油5.5份，乙二醇7.5份，三乙醇胺5.5份，磷酸钠11份，三亚乙基二胺2份。
上述新型矿用固态水溶性双组份堆积隔离防灭火材料的制备方法：将a与b组份共11种材料分别进行烘干，然后将各粉状材料均研磨至直径0.6～0.8mm区间并筛选，再按照组份比例将a料与b料按照质量比1∶1各自倒入单独的搅拌器并按比例加水充分搅拌8min至浆液均匀后，由配套注浆设备吸入混合后泵送，制备得到的注浆材料的相关性能参数见下表3所示。
表3
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本专利的保护范围。