Состав для закрепления армирующих стержней в шпурах Советский патент 1981 года по МПК E21D21/00 

(54) СОСТАВ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ АРМИРУЮЩИХ СТЕРЖНЕЙ В ШПУРАХ

Изобретение относится к области крепления горных вырабрток и камер, в част ности для крепления армополимерной анкерной крепью и набрызгполимером горны выработок и камер. Изобретение может быть использовано для закрепления армирующих (деревянных, полимерных, металлических) стержней в ишурах; как антикоррозийное средство; для предотвращения процесса окисления боков и кровли горных выработок (путем нане-г сения слоя состава); для снижения водопритока при проходке горных выработок и стволов. Известны составы на основе - эпоксидных, мочевино-формаяьдегидной и других смол 3 Однако эпоксидная смола дорога и дефицитна. Существенным недостатком smляется высокое содержание (более 2%) формальдегида, что вызьтает необходимос соблюдения дополнительных мер предосторожности и увеличения расходов на провет ривание закрепленных (эпоксидной смолой) горных выработок. Наиболее близкой к изобретению является состав на основе мочевнно-формаль дегидной смолы, включающий силикатный песок, щавелевую кислоту и воду 23 . Этот состав применяется для закрепления анкеров в шпурах. Недостатками этого состава являются относительно высокое содержание формальдегида (около 2%), относителг но низкая прочность и адгезия, усадка состава. Так, прочность ла одноосное cжaтиej&l еж ЗбО кгс/смЯ сцепление с породой Срц2О-4О кгс/см.При таком относительно низком сцеплении полимерного состава с породой армирукяпий стержень необходимо закреп- . лятъ по всей длине шпура. Целью изобретения является повьппение адгезионных и когезионных свойств состава. Цель достигается тем, что в качества основы состав содержит унифицнрюванную 38 яарбамндную смолу Б при следукцшем соотношении ингредиенте, вес. Чи:; Унифишфованная карбамидная смола (марка Б) . Сщ1икатный песок14О-170 Щавелевая кислота3-5 Вода10-20 Состав получают простым смешиванием всех компонентов в обычных условиях. Состав на основе унифицированной карбамидной смолы при полимеризации усадки не дает, поэтому нет необходимости вводить в состав такие компоненты, как силикагель и полиакриламид. В качестве отвердителя (учитывая безопасность применения, необходимое время полимеризашш) для унифицированной карбамидной смолы марки Б выбрана щавелевая кислота. Щавелевая кислота добавляется в количестве 3-5 вес. ч. (от веса смолы). При таком соотношении отвердителя и смолы время полимеризации 2, 5-3 мин., которое вполне достаточно для ввода армирующего стержня в шпур (после окончания процесса нагнетания сое тава в шпур). Как наполнитель, использу ется силикатный (или кварцевый) песок, причем содержание глины не должно пре- вьш1агь 3%, т. к. при более высоком про центном содержании глины происходит вспучивание состава, в 10 и более раз снижаются прочностные показатели. Граничные условия содержания песка определяются тем, что при добавлении бо лее 170 вес. ч. наполнителя, резко снижаются прочностные свойства состава. Т при добавлении 19О-20О вес. ч. наполни теля (при прочих равных условиях) прочность разрушения на одноосное сжатие ра на ЗОО кгс/см, I тогда как при добавлен 170 вес, ч. этот показатель равен 400, . Плотность унифицированной карбамидно смолы маркн Б 1,211. Для увеличения подвижности состава добавляется 10-2О вес. ч. воды, при этом плотность состава составляет 1,10-1,12, Полимерную композишпо готовят в сл дукидей последовательности: в деревянный (или металлический) ящик заливают смолу (100 вес, ч,), добавляют песок (150 вес, ч,) к смесь тщательно перемешивают вручную (как обычный песчано - цементный раствор) и заливают в пневнонагнетатель, В отдельную емкость заливают воду (15 вес, ч,), в которой разбавляют, щавелевую кислоту (4 вес, ч,). Перед началомработ по креплению водныв раствор шавепевой кислоты добавпяется в приготовленную смесь. Подача 2 полимерного) состава в шпур осушествляется пневмонагнетателем. Полимеризация смеси начинается через 2,5-3 мин после смешивания отвердителя и смолы. Получены следующие прочностные покгс/см2казатели. Прочность разрушения на 460 одноосное сжатие о еж Прочность разрушения на разрьшб р Сцепление с породой со. Сцепление с металлическим армирующим стержнем периодического профиля t Сцопленне с металлическим армирующим стержнем Гладкого профиля ТГ Сцепление с деревянным армирующим стержнем Тп Сцепление с полимерным армирующим стержнем С,. Испытаниями установлено, что предложенный состав для закрепления армирующих стержней обладает высокими прочностными характеристиками. Проведенными исследованиями установлена возможность применения состава на основе унифицированной карбамидной смолы марки Б при температурах укрепляемых горных пород от -10 до + . Важным преимуществом предлагаемого состава является значительно меньшее содержание формальдегида - менее 19, что улучшает условия труда в проходческом забое. Благодаря более высоким прочностным, характеристикам предложенного состава армирующие стержни закрепляют не по всей длине шпура, а только в части его. Так при длине шпура 2 м армирующий стержень закрепляют только в донной части на глубину 60 - 8О см, т. е. полимерный состав расходуется в 2 - 2,5, а щавелевая кислота (стоимость 1 т - 7ООО руб.) 8 - 1О раз меньше по сравнению с прототипом, что составит ориентировочно на крепление 100О пог, м выработок более 160О - 2ООО руб, экономии. изобретения Ф о р м у Л а Состав для закрепления армирующих стержней в .шпурах, включакндий основу, силикатный песок, щавелевую кислоту и воду, о тличающийся тем, что, с целью повышения адгезионных и когезиошшх свойств состава, в качестве ос

5 8707326

новы он содержит унифицированную кар-Источники информации,

бамидную смолу марки Б при следующемпринятые во внимание при экспертизе соотношении ингредиентов, вес. ч.;

Унифицированная карбамиднаяi. Авторское свидетельство СССР

смола марки Б ЮОs № 514960, кл. Е 21 D 21/ОО, 1975.

Силикатный песок 140-1702. Авторское свидетельство СССР

Щавелевая кислота 3-5№ 605О16, кл. Е 21 D 21/00, 1976

В°Я« 10-20(прототип).