1、矿用安全材料发展背景：煤炭工业是我国能源安全的基石，煤矿安全生产则是煤炭工业发展的基础。得益于国家层面对煤矿安全生产的重视，一系列安全生产的法律法规和标准得以制定和实施。

1978年全国煤矿死亡率为9.44（人/Mt），2021年该指标下降到0.044（人/Mt），煤矿安全生产状况得以长足进步。煤矿安全生产的现实需求带给了矿用安全材料广阔的市场空间，在煤矿瓦斯燃爆、冒顶、机电、运输、放炮、火灾、水害和其他共八大类别灾害中，瓦斯燃爆、冒顶、火灾、水害的死亡人数占比最高，且大部分属较大、重大或特大事故，社会影响大。矿用安全材料主要用途为井下灾害的治理与开采辅助，其用途为利用材料的固有理化性质，对矿井内部进行加固填充、防水防火，对存在灾害隐患的开采环境进行提前防治，对灾害发生的地点进行有效治理避免灾害的扩大。矿用安全材料的广泛使用有效降低了煤矿开采活动死亡率，为我国煤矿安全生产保驾护航。

中金企信国际咨询公布的《2023-2029年中国矿用安全材料市场发展战略规划分析及投资潜力研究预测报告》

2、矿用安全材料行业现状：我国绝大部分煤矿属于井工煤矿。井工煤矿开采作业较露天煤矿而言开采难度大、风险高。由于开采环境相对狭小、地质状况相对复杂、通风条件较差且易接触地下水层等现实条件影响，井工煤矿作业往往伴随着水害、火灾、瓦斯燃爆、煤尘和冒顶等灾害的威胁。面对各类井下灾害，井工煤矿工作者采取了积极的防治措施。早期，煤矿职工采用木材、煤矿渣、黄沙、水泥、混凝土等传统材料进行各类填充、加固等工作，此类材料易获取，价格低廉，但性能较差；随后，随着化学工程与材料科学的发展，部分新型材料与传统材料开始共同用于井下灾害治理领域。但由于技术不成熟，部分材料理化性能较差，安全性较差，对煤矿安全生产和职工人身安全造成了损失。当前，为规范上述乱象，主管部门推行了“矿用产品安全标志”强制认证和《煤矿加固、堵水、充填和喷涂用高分子材料通用安全技术规范》《煤矿井下注浆用高分子材料安全使用管理规范》《煤矿堵水用高分子材料》《煤矿加固煤岩体用高分子材料》《煤矿充填密闭用高分子发泡材料》等一系列行业标准，提高了矿用安全材料的技术门槛，为煤矿安全生产工作和煤矿职工人身安全提供了可靠保证，也为矿用安全材料行业后续发展提供了理论和路线依据，促进了矿用安全材料行业的有序发展。

（1）矿用安全材料与传统建筑材料的区别：矿用安全材料本质为具有防漏封堵、结构加固、防火阻燃等多种功能的结构材料，但其与传统结构材料相比，在各方面均具有更严苛的要求，具体如下：

1）理化性能要求：煤矿开采地下作业中，常面临地下水渗入、酸碱性腐蚀、煤层易燃、岩层断裂等情形。复杂的作业面环境和多发的各类井下灾害对矿用安全材料提出了严苛的理化性能要求：一方面，矿用安全材料需根据种类不同满足加固、堵水、防火、填充等多种基础用途对结构强度、韧性、阻燃性、致密性等理化指标带来的严苛指标要求；另一方面，矿用安全材料应具有可靠的耐用性，对各类环境影响具有较强的耐受性，能长期有效工作。传统结构材料其主要应用场景单一，无法与矿用高分子安全材料理化性能一概而论。

2）安全性要求：矿用安全材料主要应用场景为矿井下，通风环境相对露天环境较差，且常与可燃物相接触，并暴露在后续作业环境中，其安全性直接关系到煤矿安全生产工作和职工安全：一方面，矿用安全材料在施工过程中不可迅速产生大量热量，不可迅速产生大量气体，另一方面，矿用安全材料不应本身具有较大毒性或可分解出有毒物质威胁。传统结构材料对放热、气体生成以及剧毒物析出等方面的要求低于矿用安全材料。

3）可施工性要求：井下作业面对的灾害情形复杂，存在岩层断裂带加固、顶板加固、采空区填充、防火防水涂装、封孔等各类情形，施工面不具有明显的形状，这对矿用安全材料的可施工性提出了较高要求：一方面矿用安全材料需以流体形式深入各断层、裂缝形成整体结构效果，另一方面矿用安全材料其应用场景对时效性具有较高要求，需要其迅速反应生成固结物。传统结构材料可接受的可施工性要求相对矿用安全材料而言较低。

（2）矿用安全材料主要类型：自煤矿工业诞生起，矿用安全材料便开始应用，而随着科技水平的不断提高，新技术不断得到应用，矿用安全材料也得以与时俱进。

上世纪，我国普遍使用粉煤灰、黄土、砂子和水泥等廉价易得的传统材料用于煤矿灾害治理。传统材料价格低廉且施工简单，有一定程度的加固、填充、堵水及防灭火性能，曾一度是矿用安全材料的主流产品。传统材料虽价格低廉，但其力学性能差、致密性低、稳定性不高，治理效果较差，无法满足越来越复杂的井下环境与越来越高的煤矿安全生产需求；随着材料工程的发展，各类高分子材料以其优异的性能受到了矿用安全材料行业重视。上世纪七十年代起，国外相继研发出聚亚胺胶脂、酚醛树脂等高分子材料用于煤矿安全和灾害治理领域，此类材料一般为灌浆材料，以流体形式封装保存，使用时可向地层岩土孔洞、裂隙及采空区等进行灌注浆液，浆液通过自身组分间化学反应或与空气反应由流体转化成固结体，可用于填充、包裹、结构支撑等不同用途，起到防灭火、堵水、加固和填充密封等作用。常用的高分子矿用安全材料主要有以下几类：

（3）主要产品及应用分析：目前，井下反应型高分子材料主要为基于聚氨酯和酚醛树脂等广泛应用、技术成熟的矿用安全材料，相较于其他矿用安全材料，其具有性能优异、操作简便、多样化、可定制化等多种优势，其主要优点有：

当前矿用安全材料的主要研究趋势在于前沿新材料应用与现有材料的改性。一方面，随着材料科学、化学工程等基础科学日新月异的发展，越来越多的先进材料涌现，井下灾害治理作为前沿先进材料的应用领域之一，针对新材料应用的研究未曾间断，但新技术新材料的应用需要长时间的应用技术研究和可靠性研究，从材料出现，到最终形成产品需要较长周期；另一方面，现有矿用安全材料如聚氨酯、酚醛树脂，技术成熟，但在可靠性、成本、效率等方面仍有大量提升空间，通过原料、辅料、催化剂的种类、配比变化、自身改性以及与其他材料的复合等方式，矿用安全材料可增强材料性能、克服材料固有短板，从而在面对更为复杂、极端的井下环境时仍能保持应有的可靠性和稳定性。

3、未来发展趋势：

（1）现代社会稳定的能源需求为矿用安全材料带来市场空间我国是全世界最大的能源生产国与能源消费国，形成了煤炭、电力、石油、天然气、新能源、可再生能源全面发展的能源供给体系。能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题，对国家繁荣发展、人民生活改善、社会长治久安至关重要。长久以来煤炭作为我国主要的化石能源和化工原料为我国经济发展和工业化作出了重要贡献，也是确保能源安全的重要保障。短期而言，我国以煤炭为主的能源结构不会改变，而近年来全球性的能源短缺问题抬高了能源价格。受此影响，未来较长一段时间内，煤炭需求仍将较为稳定，为煤炭开采过程中灾害治理等辅助活动和矿用安全材料带来了市场空间。

（2）煤矿生产对安全生产的迫切需求为矿用安全材料带来直接需求：我国煤矿安全所面临的挑战仍然是严峻的。我国能源供给仍然存在缺口，加之自受国际能源紧缺、原产国停止出口、新冠疫情冲击等多种因素影响，可以预见未来较长一段时间我国对煤炭的需求将保持在较高水平。趋近饱和的煤矿生产给煤矿带来了更大的安全风险。随着煤矿开采活动加剧，浅层或易开采煤层逐渐采空，越来越复杂的地质环境也给开采工作来更多的不确定性。煤矿安全生产工作对矿用安全材料的需求是直接而迫切的，这为市场容量和行业发展提供了有力保障。

（3）井下反应型高分子材料仍存在较大的提升空间：井下反应型高分子材料相较于传统矿用安全材料，具有见效快、强度高、致密度高、可操作性强等优势，是处理井下灾害和辅助煤矿开采的有效解决方案。由于原料种类、合成方式、催化剂及辅料因素的复杂性，高分子材料往往具有较多的控制因素，从而可定制性强。各项因素的微调可改变产品的反应速率、固结物强度等理化指标，给井下反应型高分子矿用材料的安全性和有效性带来了巨大的提升空间。

改性研究是该等材料近年来的主要研究主题，也将是未来的主流发展方向。通过不同助剂、不同原料、不同预聚方式等改性手段，可进一步提高其可靠性、降低成本，因而受到行业内主要生产厂商的重视。公司在改性研究方面投入大量研发资源，并取得丰富的研究成果。公司通过改性研发方式，自主开发了凝结加固类产品——凝固力加固材料I号，该产品为硅酸盐改性聚氨酯材料，改性后，其反应温度明显低于传统聚氨酯产品，且成本得以下降，生成固结物的各项理化指标未发生明显变化。

当前随着化学工程、材料科学等基础行业技术水平的不断提升，越来越多的新型材料得以出现。上述材料的应用与产业化生产也将为矿用安全材料的进一步发展和井下反应型高分子材料的迭代提供原动力。