Состав для закрепления горного массива Советский патент 1982 года по МПК E21D21/00 

1

Изобретение относится к креплению горных выработок анкерной крепью, например, для закрепления анкеров с помощью синтетических смол в горном массиве, с целью упрочнения горных пород методом нагнетания в систему ранее отбуренных скважин и может быть использовано в качестве связующего для пропитки стекловолокнистых материалов при изготовлении рулонных пластиков и для изготовления полимербетонов.

Известен состав для крепления анкеров на основе фенолоформальдегидной смолы, кислотного отвердителя и наполнителя 1.

Недостатком состава является применение песка в качестве наполнителя, что приводит к расслоению клеевой смеси, и как следствие, невозможности подачи связующего по щлангам к месту работы.

Наиболее близким к предлагаемому является состав для закрепления горного массива, включающий синтетическую смолу, минеральный наполнитель и отвердитель 2.

Недостатком состава является сравнительно низкая прочность отвержденной клеевой смеси.

Цель изобретения - получение стабильной смеси и ее пластификации.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве минерального наполнителя используют возгоны ферросплавного производства при следующем соотношении компонентов, вес. %;

Синтетическая смола38-91

Возгоны ферросплавного

производства4,5-46

Отвердитель4,5-16

10

Пример 1. Состав включает, вес. %: фенолоформальдегидная смола 38, наполнитель 46, кислотный отвердитель (смесь бензолкислоты и ортофосфорной) 16.

Пример 2. Состав включает, вес. /о: полиэфирную смолу 91, наполнитель 4,5, отвердитель (гипериз и нефтенат кобальта) 4,5.

Пример 3. Состав включает, вес./о: мочевиноформальдегидную смолу (карбамид2Q ную) 50, наполнитель 38, кислотный отвердитель (щавелевую кислоту) 12.

Пример 4. Состав включает, вес. %: фурановую смолу 45, наполнитель 40, кислотный отвердитель (бензолсульфокислота) 15.

Возгоны ферросплавного производства представляют собой твердые частицы размером от 1 до 250 мкм с насыпным весом 0,12-0,15 г/смз.

Частицы возгонов представляют собой продукт конденсации испарившихся в электропечи окислов кремния, алюминия, кальция, магния, железа. В них также содержится незначительное количество свободного кремния и карбида кремния.

Количественно возгонные состоят из следующих компонентов, вес. %;

Si 0286-87

AljOa 1,5-2.0 .

CaO + МсО 5-6

, 2,5-3,0

SiC 0,5-1,0

Свободный Si 1,2-1,5

После кипячения навески возгонов в воде обнаружена слабая кислая реакция, т. е. компоненты химически совместимы с отвердителем. На 100 вес. ч. смолы в зависимости от ее вязкости и назначения смеси вводится 5-120 вес. ч. наполнителя и 5-40 вес.ч. отверди.теля.

Ситовый анализ наполнителя приведен в табл. 1.

Таблица

Расслоение смеси составов: фенолоформальдегидная смола-f 100% наполнитель, эпоксидная смола +10% наполнитель, полиэфирная смола +50% наполнитель, фурановая смола +30% наполнитель, через 24, 48, 72, 96 и 120 ч не наблюдалось.

Наличие слабой кислой реакции возгонов ферросплавного производства выгодно отличает их от золы уноса тепловых электростанций, имеющих выраженную щелочную реакцию. Смолы; мочевиноформальдегидная, фурановая и фенолоформальдегидная, отверждаются кислотными отвердителями и при введении наполнителя с кислой реакцией быстрее отверждаются и дают более стойкие во времени соединения.

Введение в эти смолы наполнителей с щелочной реакцией требует большого расМочевиноформальдегидная

Фенолоформальдегидная

Фурановая

Эпоксидная

Полиэфирная

хода отвердителя, замедляет отверждение и резко понижает прочность и стойкость отвержденной композиции во времени.

В качестве отвердителя для смол: феколоформальдегидной, мочевиноформальдегидной и фурановой применялась смесь бензолсульфокислоты и ортофрсфорной кислоты в соотнощении 1:2 в количестве от 5 до 40% от 0 веса смолы. Для эпоксидной смолы в качестве отвердителя применялся полиэтилен полиамин в количестве 10% от веса смолы и малеиновый ангидрид для горячего отверждения в количестве 20% от веса смолы.

Физико-механические свойства клеевой смеси с применением возгонов ферросплавного производства в качестве наполнителя и прочность образцов на сжатие показаны в табл. 2.

Таблица 2

160

-0,2

25

ko

530 480

5 640

10

15 570 Испытания образцов производились на универсальной машине ГМС-50 в институте ВНИИгидроуголь. Причем, после достижения максимальной нагрузки не происходило хрупкое разрушение образцов, как это происходит при применении песка, кокса или шебенки в качестве наполнителя, а происходила пластичная деформация образцов после набора максимальной прочности. Это является совершенно новым свойством, например, для смол фенольного ряда (фурановой, фенолоформальдегидной и мочевиноформальдегидной), которые принято считать хрупкими. Применение предлагаемого состава позволит получить высокую стабильность смеси во времени; высокую прочность отвержденной композиции; пластичность композиции после максимального нагружения; возможность использования отходов производства - продуктов улавливания дымовых газов ферросплавного производства. Формула изобретения Состав для закрепления горного массива, включающий синтетическую смолу, минеральный наполнитель и отвердитедь, отличающийся тем, что, с целью получения стабильной смеси и ее пластификации, в качестве минерального наполнителя используют возгоны ферросплавного производства при следующем соотношении компонентов, вес. % Синтетическая смола38-91 Возгоны ферросплавного производства4,5-46 Отвердитель4,5-16 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 607038, кл. Е 21 D 21/00, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 723169, кл. Е 21 D 21/00, 1978 (прототип).