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煤矿用聚氨酯加固材料及酚醛填充材料的制备及性能研究的任务书
一、研究背景
煤矿是我国社会经济发展的重要组成部分，煤炭资源储量丰富、开采规模巨大。由于开采过程中存在着地下空间大、瓦斯含量高等复杂地质条件，在运输、矿井支护等方面面临着较大安全风险。因此，煤矿安全问题一直是煤炭工业发展的重要瓶颈。
对于煤矿而言，矿床固结与煤层顶板失稳是其面临的主要危险之一。为了加强对煤矿的支护和控制，提高煤矿的安全性能，研发和使用高性能聚氨酯加固材料和酚醛填充材料成为了目前重要的研究方向。
聚氨酯加固材料广泛应用于矿山的巷道、竖井护壁和煤矿的坑道支护，具有极高的强度和稳定性能，能够更好地维护矿井和矿工的安全。酚醛填充材料则可以填充煤矿中的空洞，使得煤矿支护更加牢固，提高了煤矿的整体稳定性。
为了进一步提高聚氨酯加固材料和酚醛填充材料的性能，需要进行更深入的研究工作，明确其材料结构与应用效果之间的联系，开发更加适用于煤矿支护的新型材料。
二、研究内容
本次研究的主要内容为煤矿用聚氨酯加固材料及酚醛填充材料的制备及性能研究。具体任务如下：
1.聚氨酯加固材料的制备
采用多元醇与异氰酸酯的反应制备聚氨酯材料，研究反应条件对聚氨酯材料性能的影响规律，调整反应条件以获得最优的制备参数。
2.煤矿用聚氨酯材料的强度测试
对制备得到的聚氨酯材料进行强度测试，考察其抗压强度、撕裂强度、断裂伸长率等性能指标。
3.聚氨酯加固材料的施工模拟实验
建立煤矿巷道原始支护结构模型，采用聚氨酯加固材料对巷道进行加固实验，记录不同厚度、数量和施工方式下加固效果的差异，并在此基础上得出推荐的最优设计参数。
4.酚醛填充材料的制备
采用酚醛树脂和填充剂等原料制备酚醛填充材料，研究配合比例对填充材料性能的影响规律。
5.煤矿用酚醛填充材料的性能测试
对制备得到的酚醛填充材料进行密度、抗压强度、黏度等性能测试，研究其在煤矿支护中的应用效果。
6.煤矿用酚醛填充材料的填充实验
分别在实验室和煤矿现场针对不同空洞进行酚醛填充实验，记录填充前后的孔隙率、支护墙面压力变化等参数，并对填充效果进行评价。
三、研究意义
1.探究聚氨酯加固材料的制备工艺条件，为煤矿的支护施工提供技术支持和指导，提高煤矿运营效率和安全。
2.研究聚氨酯加固材料的强度及性能参数，为煤矿的安全生产提供可靠的技术保障。
3.建立煤矿巷道支护施工模型，通过模拟实验研究聚氨酯加固材料的加固效果，得出最优设计参数，提高煤矿支护施工效率和减少生产安全风险。
4.研究酚醛填充材料的制备工艺条件及性能参数，为煤矿的空洞填充提供新的材料选择和支持。
5.煤矿用酚醛填充材料的填充实验，可以验证酚醛填充材料在不同条件下的应用效果，提供填充材料使用的决策依据，并促进煤矿支护材料技术的进步。
综上所述，本研究具有重要的实践意义和科学价值，有助于更好地解决煤矿安全方面的问题，提高煤矿的整体安全性能。