针对高庄煤矿煤层厚、采深大、地温高、自然发火期短等复杂条件导致的采空区火灾频发问题，以及传统防灭火技术存在的材料渗透性差、固废利用率低、成本高等行业共性难题，本项目以矿井矸石、高盐水污泥及生物质废弃物为原料，创新研发出兼具环保与高效阻燃特性的“生物质污泥基温敏防灭火凝胶材料”及配套智能化压注系统。针对高庄煤矿固废理化特性复杂、材料适配性低等技术瓶颈，项目团队通过系统分析废弃物的粒度、含水率等参数，筛选适配基材；结合化学植萃技术从银杏叶中提取高纯度纤维素，并利用微波乳化-自由基聚合工艺优化无机基体与污泥的复合配比，攻克了传统材料流动性差、稳定性不足的难题。通过微观表征（红外、XRD、电镜）及分子动力学模拟，揭示了材料高温自膨胀、长效保水及抑制煤氧化的微观机理。同步研发的移动式压注装置集成了智能制浆、精准输浆及远程监控功能，构建了“地面预混-井下输送-工作面灌注”三位一体作业模式，实现了采空区连续高效充填。 项目通过分析高庄煤矿矿井高盐水与污泥的理化特性，确定了材料的最佳配比，实现了以废治灾；利用植萃-接枝共聚改性工艺，突破了材料渗透性瓶颈；融合多尺度表征与分子模拟技术，建立了性能-结构关联模型；推动了防灭火技术向低碳化、自动化升级。现场应用表明，该材料可显著隔绝氧气扩散，抑制煤自燃链式反应，单矿年新增原煤产量10.98万吨，新增产值6533万元，新增利税3855万元，节约成本260余万元。 本项目的实施推动了相关技术的研发和创新，如废弃物处理技术、温敏材料的制备技术以及凝胶压注技术等，有效减少了废弃物对环境的污染，实现了资源的循环利用，减少了对传统原材料的依赖，提升了整个行业的科技水平。通过集成地面自动制浆系统、采空区智能注浆系统以及精准防灭火预控技术体系，本项目推动实现了防灭火技术的智能化和自动化，促进了煤矿防灭火技术的产业升级，社会效益巨大。因此，本项研究成果具有广阔的推广市场和应用前景。