Способ создания многослойного защитного покрытия Советский патент 1990 года по МПК B29D9/00 

Изобретение относится к подземному строительству и горному делу и может быть использовано для защиты подземных выработок.

Целью изобретения является повышение эффективности защитных свойств покрытия и расширение области его применения.

Способ осуществляют следующим образом.

Породы подземного сооружения представлены аргиллитами и алевролитами, выветриваемыми, рдзмокаемыми, подверженными эрозии при взаимодействии

с влажным воздухом и примесями, выделяющимися при работе подземного транспорта. Создание защитного покрытия из набрызг-бетона в таких породах невозможно вследствие сорбции воды из раствора в породу, размока- ния поверхностного слоя последней и отсутствия адгезии между материалом и породой. Аналогичные причины вызывают невозможность использования других известных способов создания защитных покрытий. В данных геологических условиях эффективным является новый способ создания защитного поел 1

00

ьэ

со со

крытия. Приконтактную зону породы обрабатывают гидрофобизирующими веществами, для чего по контуру выработки с шагом 0,6-0,8 м бурят шпуры диаметром 36-42 мм и длиной 0,25- 0,5 м.

В шпурах закрепляют специальные инъекторы, через которые подают гид- рофобизирующее вещество. В качестве таких веществ используют, например, подогретый раствор желатина в глицерине. После такой обработки породы на ее поверхность наносят первичный слой пленкообразующего материала. В качестве такого материала используют, например, связующую композицию на основе в одонерастворимой полиэфирной смолы Ш1 609-21М и включающую добавку вещества с эффектом солюбилизации 8%. Эта добавка представляет собой сукцинимид. Связую- щая композиция ненаполненная, пене- трационная способность смолы ПН 609- 21М 15 с. После отверждения первого слоя пленкообразующего материала и образования липкой поверхности на нее наносят второй слой связующей композиции. На этом этапе в связующую композицию вводят наполнитель, в качестве которого используют, например, чешуйки базальтового волокна, образующие шероховатую поверхность после отверждения связующей композиции. Далее на пленкообразующий материал наносят набрызг-бетон проектной толщины.. Защитное покрытие получается эффективным и надежным.

Липкую поверхность образуют применением по крайней мере двух вяжущих водонерастворимых смол с различным друг от друга временем отверждения, при этом каждый последующий этап производят после отверждения одной смолы до начала отверждения второй. В качестве водонерастворимых смол могут быть взяты эпоксидные смолы ЭД-16, ЭД-20, полиэфирные смолы ПН609-2Ш, ТГМ-3., ТМГФ-11, МГФ-9, полиуретаны на основе лапрола 503, ПДА-800 и др. Составы связующих композиций подбираются в каждом конкретном случае отдельно.

Применение связующихся композиций с по крайней мере двумя вяжущими вод нерастворимыми смолами способствует резкому увеличению несущих свойств всего покрытия в целом. Это связано с тем, что такие связующие ком

5

0

5

0

5

0

5

0

5

позиции образуют взаимопроникающую полимерную сетку и имеют весьма малые значения усадочных напряжений. Нанесение каждого последующего слоя после отверждения одной смолы до отверждения второй обуславливается тем, что в этом случае слои образуют единую конструкцию за счет сополимери- зации однородных веществ.

Шероховатость и гидрофобиясть последнего слоя пленкообразующего материала необходимы для обеспечения надежного сцепления этого материала с набрызг-бетоном.

Пленкообразующие материалы на основе водонерастворимых смол, например, из класса эпоксидных, полиэфирных, полиуретановых не смешиваются с грунтовой водой, их свойства в результате разбавления водой, не нарушаются, сохраняются по показателям по всем объ еме. Введение солюбилирую- щих добавок обязательно, так как такие добавки обеспечивают поглощение (солюбшшзацию) воды с поверхности внутрь связующей композиции, а именно, в мицеллы эмульгатора. Это приводит к тому, что ликвидируется разделительный слой сорбционной воды и примесей органического и минерального происхождения.

Добавки с эффектом солюбилизации меньше 5% обладают слабыми поглощающими свойствами и улучшают сцепление с влажной поверхностью незначительно, в 1,1-1,3 раза, с эффектом солюбилизации 5% и более увеличивают сцепление в два и более раз. Добавки с эффектом солюбилизации более 40% являются дефицитными, дорогостоящими, практически не выпускаются. В качестве таких добавок могут быть взяты сульфонаты, алкилсульфонаты, сукцинимиды и т.д. Эффективны их смеси, а также комплексные добавки с солюбилизирующим эффектом.

Нанесение пленки на поверхность по этапам вызвано следующим.

На первом этапе необходимо обеспечить максимальное заполнение всех неравностей поверхности, пар и трещин связующей композицией. В результате повышается сцепление покрытия с поверхностью за счет увеличения площади, предотвращается доступ грунтовых вод в выработку, обеспечивается лучшая защита поверхности от эрозии. Для достижения этого на первом этапе

используют ненаполненные маловязкие связующие композиции с пенетрацион- ной способностью 1-20 с и образующие липкую поверхность. Это необходимо вследствие того, что в подземных условиях, где развивается быстро горное давление, необходимо как можно быстрее образовать защитное покрытие. Для этого используются быстро- схватывающие связующие композиции с временем отверждения не более 20 мин Время гелеобразования у таких композиций составляет 20-45 с. За это время связующая композиция должна быть доставлена (набрызгана) на поверхность и должна проникнуть в поры и трещины. Таким образом, связующие копозиции с пенетрационной (поглощаемой) способностью более 20 с оказываются малоэффективными. Связующие композиции с пенетрационной способностью менее 1 с отсутствуют (есть только отдельные вещества). Липкая поверхность необходима для уменьшения расхода наносимого материала последующего споя за счет отскока. Формула изобретения

1. Способ создания многослойного защитного покрытия, включающий подготовку поверхности выработки, обработку ее пленкообразующим материалом и нанесение набрызг-бетона, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защитных свойств покрытия и расширения области его применения, подготовку поверхности осуществляют путем введения в

приконтурный слой пород гидрофобизи- рующего вещества и обработку поверхности выполняют по этапам, а в качестве пленкообразующего материала используют состав на основе водонерастворимых синтетических смол, содержащих добавки с солюбилизирующим эффектом 5-40%, при этом на первом этапе образуют липкую поверхность путем нанесения материала с пенетрационной способностью 1-20 с, а на последующих этапах в материал добавляют наполнитель.

2. Способ поп.1, отлича ю- щ и и с я тем, что липкую поверх-

ность образуют нанесением по крайней мере двух смол с различным временем отверждения, при этом каждый последующий этап выполняют после отверждения одной смолы и до начала

отверждения другой.

Изобретение относится к горному делу, предназначено для подготовки поверхности для нанесения набрызг-бетона при защите подземных выработок. Цель - повышение эффективности покрытия и расширение области его применения. Производят подготовку поверхности выработки путем введения в приконтурную зону через шнуры гидрофобизирующего вещества. Затем поверхность обрабатывают пленкообразующим материалом на основе водонепроницаемых синтетических смол, содержащих добавки с солюбилизирующим эффектом от 5 до 40%. На первом этапе образуют липкую поверхность путем нанесения материала с пенетрационной способностью от 1 до 20 с. На последующих этапах наносят материал с добавлением наполнителя для увеличения шероховатости покрытия. Липкую поверхность образуют нанесением по крайней мере двух смол с различным временем отверждения. Каждый последующий этап выполняют после отверждения одной смолы и до начала отверждения другой. 1 з.п. ф-лы.

Составитель С.Батурин Редактор М.Бланар Техред Л.Сердюкова

Заказ 1635

Тираж 528

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор М.Самборская

Подписное