Тампонажный раствор Советский патент 1986 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к горно добывающей промышленности и может быть использовано при упрочнении тpeuд нoвaтoгo горного массива и грунтов для повышения их устойчивости.

Цель изобретения - снижение количества вредных газообразных выделений фенола и формальдегида при отверждении.

Пример 1. В емкость объемом 150 л, снабженную мегаалкой, загружают 52 кг новолачной фенолфор- мальдегидной смолы, получев1мой в результате реакции 34,9 кг фенола и 17,0 кг 37%-ного формалина (массовое соотношение фенола и формальдегида равно 100:18) в присутствии 0,09 кг соляной кислоты в виде 7%-ного водного раствора. Затем при работающей мешалке загружают 40 кг бензол- сульфокислоты и 10 кг воды.

В емкость объемом ЗОО Л, снабженную мешалкой, загружают 100 кг фенол формальдегид ной смолы, модифицированной диэтиленгликолем. Затем при работающей мешалке загружают смесь компонентов,, приготовленную в первой емкости.

Полученный тампонажньш раствор . нагнетают через скважину в упрочняемый угольный массив.

Пример 2. В емкость объемом 150 л, снабженную мешалкой, загружают 50 кг новолачной фенолформаль- дегидной смолы, полученной в результате реакдии 30., 7 кг фенола и 19,, 1 кг 37%-ного формалина (массовое соотношение фенола и формальдегида равно 100:23) в присутствии 0,08 кг соляной кислоты в виде 7%-ного водного раствора. 3ateM при работающей мешалке загружают 42 кг бензолосульфокис- лоты и 10 кг воды.-Полученная смесь используется в качестве компонента тампонажного состава для упрочнения угольных пластов. В качестве второго компонента тампонажного состава используется фенолформальдегидная: смола, модифицированная диэтиленгликоле

102 кг приготовленной смеси и 100 кг фенолформальдегидной смолы, модифицированной диз тиленгликолем, подают из емкостей по раздельным трубопроводам. Компоненты смешивают в смесителе, установленном перед сква жиной, и затем состав нагнетается через скважину в упрочняемый угольный пласт.

234589 .2

Пример 3. В емкость объемом 1.50 л,, снабженную мешалкой, загружают 45 кг. новолачной смолы, полученной в результате реакции 26,7 кг

5 фенола.и 18,1 кг 37%-ного формалина (массовое соотношение фенола и фор- мальдеги,ца 100:25) в присутствии 0,08 кг соляной кислоты в виде 7%-ного водного раствора. Затем при

10 работающей мешалке загружают 45 кг бензолсульфокислоты и 12 кг воды.

Полученная смесь используется в качестве компонента тампонажного состава. В качестве второго компонен15 та тампонажного состава используется фенолформальдегидная смола, мо- Й ифицированная диз тиленгликолем. 97 кг пртготовленной смеси и 100 кг фенолформальдегидной: смолы,

20„ модифицированной диэтиленгликолем, подают из емкостей по раздельным трубопроводам. Компоненты смешиваются в смесителе, установленном перед

скважиной, и затем состав нагнета

ется через скважину в упрочняемьш угольсшй пласт.

В качестве новолачной смолы используется продукт конденсации фенола и формальдегида, полученньш по технологии изготовления .фенолфор-- мальдегидной смолы марки СФ-010 (ГОСТ 18S94--80) до стадии вакуумной сутки. Стадия сушки исключена с целью получения низковязкой смеси новолачной смолы и бензолсульфо- кислоты.

Влияние соотношения фенола и формальдегида при получении новолачной смолы на количество фенола и формаль- дегида, выделяющихся при отверждении тампонажного состава по примеру 1, показано,в табл. 1.

Таблица 1

у 55

Использование фенолформальдегид- ной смолы, модифицированной диэти- ленгликолем, новолачной смолы, бен- золсульфокислоты и воды в указанных соотношениях позволяет проводить отверждение тампонажного раствора с минимальным количеством вьщеленного фенола и формальдегида. Увеличение количества новолачной смолы более 52 мае.ч. приводит к увеличению кол чества вьщеляющегося фенола, снижает прочность отвержденных образцов. Содержание новолачной смолы менее 45 мае,ч. увеличивает количество

Прототип 100 ,

16

Примеры 4-5 сравнительные за пределами заявляемых соотношений; предельно-допуст тимая концентрация в воздухе рабочей зоны фенола 0,3 кг/м , формальдегида 0,05 кг/м .

2345894

выделяющегося при отверждении формальдегида. Введение бензолсульфо- кислоты в количестве менее 40 мае,ч, замедляет процесс отверждения, а 5 более 45 мае,ч. снижает прочность отвержденных образцов, Трисутствие воды в количестве менее 10 мае.ч. , увеличивает екороеть отверждения, а более 12 мае,ч. снижает прочность

10 отвержденных образцов.

В табл. 2 и 3 представлены туры и свойства разработанного и .известного тампонажного раствора.

Таблица 2

6,71

2,62 4,81

2,12 1,42 0,265

Плотность, г/смз 1,23 1,22 1,23 1,21

Вязкость, мПа-с (при 15°С)

Время гелеобразо- вания, мин (при 15°С)

Прочность склеивания на отрыв (по углю через 1 сут), мПа

Прочность на сжатие (через 1 сут), мПа

Линейная усадка

(через 30 сут), %

Показатель растекаемости оценивали по вязкости состава в момент приготовления.

Срок схватывания оценивали по времени гелеоб- разования состава.

Из данных таблицы видно, что при отверждении предлагаемого тампо нажного раствора выделяется в 4 - 20 раз меньше фенола и в 4 - 7 раз меньше формальдегида, другие свойства при этом не ухудшаются.

Снижение количества свободного фенола и формальдегида, выделяющихся при отверждении, обусловлено, по-видимому тем, что при смешении фенолформальдегидной модифицированТаблица 3

202

218 257

87

100 118

0,97 1,12 1,02

34,2 32,4 36,6

3,5 3,2 2,8

ной (резол) и новолачной смол происходит снижение концентрации реакци- онноспособных метилольных групп, что приводит к преобладанию реакции взаимодействия юс со свободным феНОЛОМ над реакцией взаимодействия

их друг с другом. При этом образуются преимущественно устойчивые метиле новые связи вместо метиленэфирных (как у известного материала), которые способны переходить в метилено- вые с вьщелением формальдегида.