隨著煤礦井下開采深度的逐漸增加，普遍存在圍巖地壓大、斷層構(gòu)造多、巖層松散易破碎和遇水膨脹等惡劣條件，巷道掘進(jìn)過程中發(fā)生大范圍冒頂事故比例逐步上升。冒頂事故處理不當(dāng)，不僅影響掘進(jìn)施工速度，還會(huì)引發(fā)二次冒頂和瓦斯等有害氣體積聚，嚴(yán)重危害煤礦安全。傳統(tǒng)治理巷道冒頂?shù)姆椒òń饘僦Ъ苣径夥ā㈠^網(wǎng)噴法以及鉆注法等，均存在操作不便且無法保障施工安全的問題；聚氨酯和酚醛樹脂等有機(jī)高分子發(fā)泡材料，施工過程中釋放刺激性有害氣體，產(chǎn)生大量的熱量而引起燒芯現(xiàn)象，已造成多起火災(zāi)事故，該類產(chǎn)品已被明令禁止使用。
一些無機(jī)發(fā)泡充填材料，雖然反應(yīng)溫度低、成本相對(duì)較低，但存在膨脹倍數(shù)低成型固化后比重大、成型過慢、凝結(jié)時(shí)間過長(zhǎng)等性能不足之處，具體包括：
①比重大、發(fā)泡倍數(shù)低，不適合用于煤礦井下高冒區(qū)、上下隅角等充填密封密閉，高冒區(qū)的支護(hù)安全性難以達(dá)到。
②發(fā)泡倍數(shù)低、單方比重大，造成材料用料量較大，充填成本高。
③部分材料初凝時(shí)間過長(zhǎng)，流動(dòng)性過大，發(fā)泡體堆積性能很差，不適合在特定區(qū)域空間內(nèi)充填密封密閉，或?qū)μ囟▍^(qū)域的緊急快速充填密封的防滅需求。材料充填后容易坍塌流失到四處，無法快速充填密封特定的空間并有效地接頂實(shí)現(xiàn)整體性密閉，從而導(dǎo)致一系列的如瓦斯泄漏聚集、或火區(qū)復(fù)燃情況發(fā)生等安全隱患。而另一些現(xiàn)有充填材料的凝固時(shí)間過快、不便于遠(yuǎn)距離施工，對(duì)施工帶來較大的人力成本和施工難度。
④充填質(zhì)量不穩(wěn)定的缺陷：泡沫滲透能力不足、無法良好地接頂、充填后存空隙、著力不夠、難以達(dá)到可靠有效密封密閉的目的，尤其不適用于高冒區(qū)、上下隅角等處的充填處理。
山東安實(shí)綠色開采技術(shù)發(fā)展有限公司最新研發(fā)了一種用于密閉充填的輕質(zhì)自發(fā)泡材料，該材料具有以下特點(diǎn)：
（1）常溫自發(fā)泡：采用創(chuàng)新性無機(jī)發(fā)泡技術(shù)，材料加水?dāng)嚢韬?5min左右開始發(fā)泡，發(fā)泡后材料體積膨脹3~10倍，常溫反應(yīng)，常溫固化，不向周圍環(huán)境釋放熱量；
（2）輕質(zhì)抗壓：無機(jī)泡沫體發(fā)泡3-10倍，密度低，質(zhì)量輕，且具有一定的抗壓強(qiáng)度（水灰比2:1時(shí)單軸抗壓強(qiáng)度可達(dá)0.3MPa以上）；
（3）氣密性好：材料固化后的無機(jī)泡沫體閉孔率高，透氣率低，不收縮，不風(fēng)化，不開裂，高效封堵；
（4）阻燃耐高溫：本材料屬無機(jī)材料，不燃亦不助燃，高溫環(huán)境下不坍塌破壞，持續(xù)保持封堵效果；
（5）安全環(huán)保：本材料無毒無害，采用濕式施工工藝，不影響生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境；
（6）工藝簡(jiǎn)單成本低：本材料加水?dāng)嚢韬蟊盟统涮罴纯桑噍^于其他有機(jī)高分子材料，本材料成本、裝備、人員投入等相對(duì)更低。
