针对目前煤矿防灭火技术和封堵材料存在的不足,为有效防治矿井火灾、封闭火区、封堵采空区中的孔隙和裂隙、防治瓦斯涌出与积聚、以及快速、高效地扑灭矿井火源,本文开展了矿用防灭火有机固化泡沫配制及其产生装置的研究。首先,为了研究出各成份最佳的有机泡沫配制关系,运用正交试验,分别对树脂液、发泡剂以及两者之间的质量比进行了研究,得出:树脂液原材料A1和A2取摩尔当量比为1.1:1;发泡剂组合为可溶性易升华固体和有机发泡剂;树脂液和发泡剂的质量比取1:0.3。研究结果表明要得到最大的有机固化泡沫的附着力,必须在发泡倍数为25时,将有机固化泡沫喷射到附着物表面。为了研究出最佳的固化时间,运用泡沫液膜排液分析仪器,对泡沫体排液量与时间之间进行了研究,得出:在区间5-30 min,泡沫液膜主要表现为重力排液;在区间30-60min,泡沫液膜主要表现为重力和PB区曲面压力差共同排液;60min后,泡沫液膜主要表现为PB区曲面压力差排液。研究结果表明要得到最佳的有机固化泡沫,必须在5min内进行有机泡沫交联反应。其次,为了研究出最佳固化剂原材料及催化剂组合,运用有机固化泡沫实验系统,对四种固化剂以及两类催化剂进行了研究,得出:固化剂原材料A&B与泡沫液发生链增长反应,泡沫粘度急速变大直至固化,主要作用于成胶反应,所产生的固化泡沫泡孔均匀,稳定性强,但固化剂A在反应过程中产生较强的臭味气体;固化剂C&D与泡沫液反应较慢,发泡倍数高,主要作用于发泡反应,但产品较脆,稳定性差,固化剂D作用时间过长;叔胺类催化剂能促进发泡反应并能有效平衡发泡反应和成胶反应;金属有机化合物催化剂能迅速促进成胶反应并固化,发泡倍数低,不能平衡发泡反应和成胶反应。研究结果表明矿用有机固化泡沫的最佳固化剂组合为B&C和叔胺类催化剂。再次,为了研制出双组份有机固化泡沫发泡器,运用Fluent模拟软件,在入口速度为3 m/s时,对发泡器喷管以及树脂溶液管和发泡剂溶液管同时与-x轴成30o、45o和60o三种情况进行了研究,得出:喷管扩散段最大相对负压值为12200Pa、最大负压处距喉部0.0025m;树脂溶液管和发泡剂溶液管与-x轴60o时,双组份有机固化泡沫发泡效果最佳。根据结果设计出了双组份有机固化泡沫负压泡沫发生装置。为了研制出单组份有机固化泡沫包装体系,对树脂液原材料以及溶器罐进行了研究,得出:带有不饱和基的单组份有机固化泡沫预聚体,由于该预聚体遇空气会发生固化反应,以及抛射剂进入空气后会汽化等特点,研制了将树脂液、表面活性剂和抛射剂封装于一体的单组份有机固化泡沫包装体系。最后,通过实验得出了双组分泡沫和单组分泡沫的发泡倍数分别为32倍和66倍;双组分泡沫表干时间为7.3min,实干时间为78.3min,单组分泡沫表干时间为5.8min,实干时间为72.1min。得出了有机固化泡沫与煤岩石的附着力为2.1MPa;有焰燃烧时间为5s,无焰燃烧时间为18s;在压力差为125Pa时,漏风流动速率为2 10-5 m3/s。