矿用煤岩体加固剂准入标准

随着矿井开采深度加大，工作面矿压显现越来越强烈，临采空侧巷道、三角煤以及构造区的顶板管理难度也不断加大，近几年来新型化学煤岩体加固材料的出现，在一定程度上对破碎顶板起到了加固作用，但是市场上此类产品种类繁多，产品质量参差不齐，性能参数没有统一规范标准，甚至某些产品不符合煤矿安全标准要求。为了保证产品质量稳定、性能可靠、使用安全，根据目前常用的几种加固材料的特性以及在井下的使用效果进行对比，煤岩体加固材料的性能要求及出厂检验标准等进行统一规范。

    一、加固材料性能要求：

为了保证加固剂能够满足井下生产使用的技术要求，所使用产品的外观、闪点、有害物质限量、理化性能等方面必须符合以下要求。

1、外观

高分子加固材料产品应分布均匀，无结块，无沉淀，无杂质。

2、闪点

高分子发泡材料产品的闪点不应低于100℃，且各组份的闪点应高于材料最高反应温度。

3、有害物质限量

高分子加固材料产品中有害物质限量应符合GB 18582-2008规定。

4、理化性能

高分子加固材料理化性能应符合表1规定。

表1：理化性能

二、检验方法及标准

1、试验条件

⑴试验室标准试验条件为：温度（23±2）℃，相对湿度（50±5）%。

⑵试验前试样应在标准试验条件下放置24h。

2、试样制备

⑴测试样块应取固化物无表皮部分。

⑵测试龄期为固化后3d。

3、抽样

单项试验的最少抽样量应符合表3的规定。做多项试验时，如能使试样经一项试验后不致影响另一项试验结果，可用同一试样进行多项不同的试验。

表2：单项试验抽样量

4、外观的测定

在自然光下，采用目测观察。

5、闪点的测定

按GB/T 3536-2008测定闪点，结果精确到1℃。

6、有害物质限量的测定

按GB 18583-2008测定有害物质限量。

7、最高反应温度

⑴试验器具 

最高反应温度的测定使用以下试验器具：

① 搅拌机；

② 电子温度计（附热电偶线），最大量程不小于300℃，精度0.1℃。

⑵试验方法

按材料指定配比称取总体积为200ml材料，倒入直径50mm的容器中混合均匀后，将电子温度计的热电偶线（热电偶线前端绞结或焊接使其形成接点）插入试样中心处，记录最高反应温度。取三次测试平均值记为最高反应温度值，结果精确到1℃。三次连续测定温度允许偏差不应大于10%，否则，应重新进行试验。

8、膨胀倍数

按GB/T 6343-2009测定表观芯密度，试件采用边长（100±1）mm的正方体或直径（50±1）mm、高度（100±1）mm的圆柱体。每一样品测试5个试件。按式（1）计算，结果精确到0.01倍。

（1）

式中：

n  ——膨胀倍数，单位为倍；

ρ0 ——材料各液体组份平均密度，单位为克每立方厘米（g/cm3）；

ρ ——固化物表观芯密度，单位为克每立方厘米（g/cm3）。

每组试件中剔除最大、最小两个值，取剩余三个试件的算术平均值为膨胀倍数的试验结果。精确到0.1倍。三个试件的计算结果差值不应大于10%，否则，重新进行试验。

9、抗老化性能

按GB/T 18244-2000测定抗老化性能。

10、阻燃性能

按MT 113-1995中第4章测定阻燃性能。

11、抗压强度

按GB/T 2567-2008中第5.2测定抗压强度，试件采用（50±1）mm×（50±1）mm×（100±1）mm的方柱体或直径（50±1）mm、高度（100±1）mm的圆柱体。计算结果精确到1MPa。

12、抗拉强度

按GB/T 2567-2008中第5.1测定抗拉强度，试样形状、尺寸见图1。计算结果精确到1MPa。

图1：抗拉强度测试试样（单位：mm）

13、抗剪强度

按GB/T 10007-2008测定抗剪强度，试件采用边长（50±1）mm的正方体。计算结果精确到1MPa。

14、粘结强度

按GB/T 7124-2008测定粘结强度，计算结果精确到0.1MPa。

15、标准砂固结体抗压强度

标准砂固结体抗压强度测定方法见附录B。

⑴试验器具

标准砂固结体抗压强度的测定使用以下试验器具：

①注浆泵（流量：0～5L/min，压力：2MPa～6Mpa）；

②单轴压力试验机（加荷速度：5mm/min）；

③压力表（量程：0～6Mpa）；

④电子称（量程：0～5kg）；

⑤秒表；

⑥量杯（容积：200ml）；

⑦标准砂固结注浆试验仪（规格参数见图2）。

单位为毫米

图2：标准砂固结注浆试验仪

⑵试验方法

Ⅰ 试验准备

①准备试验用标准砂2kg，标准砂技术要求见JB/T 9224-1999。

②标准砂、试验用具和高分子加固材料的温度与试验条件见6.1。标准砂应干燥，不含水分。

③安装注浆试验仪，依注浆试验仪容积，计算标准砂用量。采用电子称称量完毕后，灌入注浆试验仪内。

④调试注浆泵，连接试验管路。

Ⅱ 注浆固结标准砂

①将高分子加固材料按材料要求比例配比。

②通过注浆泵压注，注浆压力为1.5MPa～2Mpa。保压1min后停止注浆，准确记录注入量。

③固化4h后脱模，在6.1规定的标准试验条件下放置24h。

Ⅲ 试件测试

①试样尺寸采用直径（50±1）mm、高度（100±1）mm的圆柱体。

②按GB/T 2567-2008中第5.2测定抗压强度，记录测试数据。

③每组试验测试三个试件，取其算术平均值为标准砂固结体抗压强度的测定结果，精确到1MPa。三个试件的计算结果差值不应大于10%，否则，重新进行试验。

三、检验规则

1、检验分类

检验分为出厂检验和型式检验。

2、出厂检验

高分子加固材料由制造厂的质量检验部门逐批进行检验，检验合格并签发合格证后，方可出厂。按表3规定的项目进行。

表3：检验项目

3、型式检验

⑴型式检验按表3规定的项目进行。

⑵有下列情况之一时，应进行型式检验：

①新产品或老产品转厂生产时的试制定型鉴定；

②正式生产后，如材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；

③正常生产时，每两年进行一次；

④产品停产一年以上，恢复生产时；

⑤出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；

⑥国家相关管理部门提出型式检验的要求时。

4、组批和抽样

⑴组批

以每生产一反应釜高分子加固材料为一批，不足一反应釜视为一批。

⑵出厂检验的抽样

高分子加固材料出厂前，按GB/T 6680-2003中第7.1.1.2规定逐批抽样。所抽取样品装入干燥、清洁的密闭容器中密封好，将样品分为两份，一份为检验样品，一份为备用样品。备用样品保存3个月。注明产品名称、型号、批号、生产日期、取样日期。

⑶型式检验的抽样

从出厂检验合格的高分子加固材料中，按GB/T 6680-2003中第7.1.1.2规定抽样。抽取样品数量不少于3个包装物，样品总质量10kg。注明产品名称、型号、批号、生产日期、取样日期。

5、判定规则 

⑴合格判定条件

符合以下任一条件的判定为合格：

①检验项目全部合格；

②检验项目一项不合格，取双倍试样对该项目进行复检后合格。

⑵不合格判定条件

符合以下任一条件的判定为不合格：

①检验项目一项不合格，取双倍试样对该项目进行复检仍不合格；

②检验项目两项及两项以上不合格。

四、标志和包装

1、标志

高分子加固材料产品包装物上应有牢固、清晰的标志，按GB 190和GB/T 191规定，其内容应包括：

⑴  商标；

⑵  生产单位；

⑶  厂址；

⑷  产品名称；

⑸  批号；

⑹  净含量；

⑺  有害物品标志符号；

⑻  包装储运图示标志符号；

⑼  生产日期和有效期；

⑽  合格证明书，内容包括：生产单位、产品名称、检验员、检验日期、批号。

2、包装

高分子加固材料应用塑料桶或金属桶密封包装，产品分不同组份时包装应有明显区分标志。每批产品应附使用说明，产品使用说明应写明材料配比、可操作时间、贮存条件、施工注意事项等内容。