Состав для закрепления анкеров Советский патент 1989 года по МПК E21D21/00 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к быстротвердеюш.им полимерным составам для закрепления анкеров в горных породах, и мОжет быть использовано при .проведении горных выработок в условиях повышенных сейсмических нагрузок от массовых взрывов.

Целью изобретения является повышение надежности закрепления анкеров в условиях действия сейсмовзрывных нагрузок путем снижения модуля упругости состава при сохранении у него высоких прочностных и адгезионных свойств.

В табл. 1 приведено несколько образцов предлагаемого состава.

4

Ю

о 00 со

В качестве основы полимерного состава используется эпоксидная смола ЭД-20, представляющая собой вязкую прозрачную жидкость с молекулярным весом 390-430. Плотность 1,16-1,25 г/см. Содержание эпоксидных групп 19,9-22,0%. Вязкость при 20°С 40000 сСт. В отвердевшем состоянии обладает хорошей адгезией к различным материалам, незначительной усадкой, высокой механической прочностью и химической стойкостью.

Для отвердения смолы применяется по- лиэтилполиа лин (ПЭПА), представляющий собой жидкость, по вязкости близкую к воде, с характерным запахом, имеет среднюю растворимость в воде, плотность 0,95-1,00 г/см.

В качестве кат.ализатора для ускорения процесса твердения состава используются суммарные сланцевые фенолы (ССФ), которые являются побочным продуктом при производстве дубителя и других химических продуктов из горючего сланца. Представляет собой вязкую жидкость черного цвета, растворимую в горячей воде. Вязкость при 20°С равна 40000 сСт, плотность 1,44- 1,50 г/см-

С целью снижения модуля упругости и, как следствие, повышения деформационных свойств в состав дополнительно вводится фепольная смола ТСД-9, применяемая в качестве тампонажного состава, которая является композицией на основе водораствоЭффективность предлагаемого состава для закрепления анкеров определялась методом сравнительных испытаний. Результаты лабораторных и опытно-промышленных испытаний предлагаемого и известного составов в двухчасовом возрасте приведена в табл. 2.

Таблица 2

10

25

Из данных табл. 2 видно, что деформационные свойства предлагаемого состава, характеризуемые модулем упругости, в 2-

римых фенолов и представляет собой жид- 30 Р превышают деформационные свойсткость те.мно-коричневого цвета со специфическим запахом, хорошо растворимую в воде. Вязкость смолы равна 47-49 сП, рН 8,0- 9,0, содержание сухого вещества составляет 48--50%.

В качестве наполнителя используется кварцевый песок или другой минеральный инертный материал с крупностью зерен не более 4-5 мм.

Технология приготовления полимерной композиции следующая.

Эпоксидную смолу ЭД-20 перемешивают до полного растворения с фенольной смолой ТСД-9 при заданном соотношении компонентов. В приготовленную смесь добавляют наполнитель, путем перемешивания доводят ее до однородного состава и при помощи дозатора заполняют полученной композицией полиэтиленовые ампулы. Затем в ампулы вставляют герметично закрытые стеклян- пробирки с отвердителем и катализатором I завязывают или запаивают их. Изготовленные таким образом ампулы с составом для закрепл ения анкеров укладывают в специальную тару и транспортируют к месту производства крепежных работ. Ампулы устанавливают в щпуры, разрушают их при помощи арматурных стержней, в результате чего происходит равномерное перемещива- ние всех компонентов и последующее затвердевание состава.

ва известного состава. Оптимальное содержание фенольной смолы ТСД-9 находится в пределах 3-5 мае. %, при дальнейн1ем увеличении ее количества снижаются прочностные и -адгезионные свойства состава, .-с При содержании фенольной смолы .менее 3% возрастает модуль упругости, а следовательно, снижаются деформационные свойства состава.

40

45

Из табл. 2 следует, что предлагаемый состав для закрепления анкеров обладает более высокими деформационными свойствами, что обеспечивает существенное повы- щение надежности закрепления анкеров в условиях действия сейсмовзрывных нагрузок, и, следовательно, позволяет снизить затраты на крепление выработок в 1,5- 2 раза за счет безремонтного их поддержания в течение всего срока эксплуатации. Испытания показали, что несущая способность анкеров, установленных в непосред- CQ ственной близости от взрывных работ и вне зоны влияния взрыва, идентичны, что является свидетельством стойкости рекомендованного состава к взрывным нагрузкам.

55Формула изобретения

Состав для закрепления анкеров, включающий эпоксидную смолу, полиэтилполиЭффективность предлагаемого состава для закрепления анкеров определялась методом сравнительных испытаний. Результаты лабораторных и опытно-промышленных испытаний предлагаемого и известного составов в двухчасовом возрасте приведена в табл. 2.

Таблица 2

Из данных табл. 2 видно, что деформационные свойства предлагаемого состава, характеризуемые модулем упругости, в 2-

Р превышают деформационные свойст Р превышают деформационные свойства известного состава. Оптимальное содержание фенольной смолы ТСД-9 находится в пределах 3-5 мае. %, при дальнейн1ем увеличении ее количества снижаются прочностные и -адгезионные свойства состава, При содержании фенольной смолы .менее 3% возрастает модуль упругости, а следовательно, снижаются деформационные свойства состава.

Из табл. 2 следует, что предлагаемый состав для закрепления анкеров обладает более высокими деформационными свойствами, что обеспечивает существенное повы- щение надежности закрепления анкеров в условиях действия сейсмовзрывных нагрузок, и, следовательно, позволяет снизить затраты на крепление выработок в 1,5- 2 раза за счет безремонтного их поддержания в течение всего срока эксплуатации. Испытания показали, что несущая способность анкеров, установленных в непосред- ственной близости от взрывных работ и вне зоны влияния взрыва, идентичны, что является свидетельством стойкости рекомендованного состава к взрывным нагрузкам.

55Формула изобретения

Состав для закрепления анкеров, включающий эпоксидную смолу, полиэтилполи1472689

56

амин, суммарные сланцевые фенолы и на-следующем соотношениикомпонентов,

полнитель, отличающийся тем, что, с цельюмае. %:

повышения надежности закрепления анке-Эпоксидная смола20-25

ров в условиях действия сейсмовзрывныхПолиэтилполиамин3-5

нагрузок путем снижения модуля упругостиСуммарные сланцевые

состава при сохранении у него высоких проч- фенолы5-8

ностных и адгезионных свойств, он допол-Фенольная смола3-5

нительно содержит фенольную смолу приНаполнительОстальное

Изобретение относится к горной пром. Целью изобретения является повышение надежности закрепления анкеров в условиях действия сейсмовзрывных нагрузок путем снижения модуля упругости состава при сохранении у него высоких прочностных и адгезионных свойств. Для этого состав включает эпоксидную смолу (ЭС), полиэтилполиамин (ПЭПА), суммарные сланцевые фенолы (ССФ), фенольную смолу и наполнитель. Соотношение компонентов следующее, мас.%: ЭС 20-25, ПЭПА 3-5, ССФ 5-8, фенольная смола 3-5, наполнитель - остальное. Основой состава служит ЭС, отвердителем - ПЭПА. Ускорителем твердения является ССФ. Деформационные свойства состава повышает введенная в него фенольная смола. Наполнителем служит кварцевый песок с крупностью зерен не более 4-5 мм. Для приготовления состава ЭС перемешивают до полного растворения с фенольной смолой. В смесь добавляют песок. Перемешивают до однородной массы. Полученным составом заполняют полиэтиленовые ампулы. В последние вставляют загерметизированные пробирки с ПЭПА и ССФ. Изготовленные ампулы транспортируют к месту работ. Там их используют для закрепления анкеров в шпурах. Состав обладает стойкостью к взрывным нагрузкам. 2 табл.