Состав для упрочнения горных пород

 

СОСТАВ: для УПР ОЧНЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий мочевиноформальдегидную смолу и гидрат хлорного железа, отличающийся тем, что, с целью повыщения адгезионных свойств состава, а также заполняемости трещин в породах, в состав дополнительно введен полиизоцианат при следующем соотнощении компонентов , мас.°/о: Мочевиноформальдегидная смола 90-95 Гидрат хлорного железа

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5ц Е 21 D 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3659874/22-03 (22) 16.09.83 (46) 30.06.85. Бюл. № 24 (72) В. В. Васильев, О. P. Змиевская, В. И. Попова и Б. Н. Попов-Толмачев (71) Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. А. А. Скочинского (53) 622.284.7 (088.8) (56) 1.ТУ-6-05-221-643-82 на полиуретаны, используемые в качестве скрепляющих составов при укреплении горных пород.

2. Авторское свидетельство СССР . № 717355, кл. Е 21 D 11/14, 1978 (прототип).

„„Я(1„„64434 A (54) (57) СОСТАВ ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ

ГОРНЫХ ПОРОД, включающий мочевиноформальдегидную смолу и гидрат хлорного железа, отличающийся тем, что, с целью повышения адгезионных свойств состава, а также заполняемости трещин в породах, в состав дополнительно введен полиизоцианат при следующем соотношении компоненто в, м ас.%:

Мочевиноформальдегидная смола 90 — 95

Гидрат хлорного железа (14%-ный) 2 — 3

Поли изоциа нат 2 — 8 1164434

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности а именно к составам для упрочнения горного массива, вмещающего выработки.

Известен состав для упрочнения массива неустойчивых пород на основе вспененных полиуретанов, основными компонентами которого являются полиизоцианат и смесь полиэфи ров (1) .

Недостаток известного состава обусловлен дефицитностью и высокой стоимостью исходных компонентов, а также токсичностью, обусловленной . высоким содержанием (до 50о/o) изоцианата, что вызывает необходимость соблюдения дополнительных мер предосторожности, а также увеличение расходов на проветривание укрепленных горн ых вы р а 6 оток.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является состав для упрочнения горных пород, включающий мочевино формальдегидную смолу и гидрат хлорного железа (2) .

Однако данный состав имеет низкие адгезионные свойства, а также характеризуется недостаточной заполняемостью трещин в породах, вследствие значительной усадки (до 35о/о) при отверждении.

Цель изобретения — повышение адгезионных свойств состава, а также заполняемости трещин в породах.

Поставленная цель достигается тем, что в состав, включающий мочевиноформальдегидную смолу и гидрат хлорного железа, дополнительно введен полиизоцианат при следующем соотношении компонентов, мас.

Мочевиноформальдегидная смола 90 — 95

Гидрат хлорного железа (14о/о-ный) 2 — 3

Полиизоцианат 2 — 8

В табл. 1 приведено несколько предлагаемых составов в сравнении с прототипом.

В приведенных в табл. 1 примерах применялись мочевиноформальдегидная смола КФБЖ (ГОСТ 14231 — 78), представляющая собой однородную суспензию белого цвета с плотностью 1,24 г/см с массовыми долями сухого остатка 67о/о, свободного формальдегида 0,8о/о и концентрацией ионов рИ=8,0

В отвержденном состоянии смола водостойка, устойчива по отношению к разбавленным кислотам и щелочам.

Отверждение смолы КФБЖ происходит в присутствии веществ, обладающих кислотными свойствами, каковыми является продукт гидролиза хлорного железа.

Гидрат хлорного железа 14 /о-ный представляет собой водный раствор

ГеСЬ 6Н О (ГОСТ 4147-65) гидроскопичных красно-бурых кристаллов с т. пл. 37 С, хорошо растворяющихся в воде.

Полиизоцианат (ТУ 6 — 03 — 375 — 75) является смесью ди- и полиизоцианатов, основным компонентом которой является

4,4-дифенилметандиизоцианат, и представляет собой темно-коричневую жидкость с плотностью 1,24 г/см ..

Состав для упрочнения горных пород приготавливают следующим образом.

Вначале мочевиноформальдегидную смолу модифицируют полиизоцианатом путем тщательного перемешивания в течение 2 — 3 мин в смесителе с машинным приводом до получения однородной массы, а затем в модифицированную смолу при непрерывном перемешивании вводят гидрат хлорного железа, при этом компоненты для приготовления состава берут в соответвии с рецептурой.

Адгезионные свойства составов были установлены путем разрушения в испытательной машине Z ДМ-2,5 скрепленных этими составами полуобразцов изготовленных из горных пород.

Увеличение объема вспененного состава оценивалось коэффициентом

К= — — )

Vo где Уо — объем состава до вспенивания;

V — объем состава после окончания вспенивания.

Изменение объемов вспененных составов регистрировали с использованием мерных цилиндров с ценой деления 0,1 мл.

Введение в состав полиизоцианата, обладающего большим количеством черезвычайно активных изоцианатных групп с высокой степенью ненасыщенности, приводит к повышению прочности сцепления с породами. Кроме того, при реакциях полиизоцианата с водой, содержащейся в мочевиноформальдегидной смоле, образуется карбаминовая кислота — нестабильный продукт, разлагающийся с выделением двуокиси углерода СО . При выделении в процессе отверждения СО q происходит вспенивание системы, что приводит к увеличению первоначального объема состава.

Увеличение объема обеспечивает необходимую заполняемость трещин и увеличивает первоначальную глубину проникновения состава в них, что повышает эффективность укрепления массива горных пород.

В табл. 2 приведены сравнительные свойства составов с введением полиизоцианата и без него.

Из данных табл. 2 видно, что у всех образцов с полиизоцианатом адгезионная прочность больше в 1,5 — 1,7 раза при увеличении объема на 35 — 80о/о.

1164434

Таблица) Состав, мас.Е

Предлагаемый

Компоненты

Прототип

1 2 3 4 5 6

11о че вино фор м альдегидная смола

95 92,5 90 98 95 90

Гидрат хлорного железа (147-ный) 3 2,5

2 5

2 2 5

Полиизоцианат

Таблица 2

Коэффициент увеличения, Состав

Ад ге зион ная проч ность,МП (к) 6,4

1,35

6,8

1,6

6,7

1,8

3,8

4,4

4,4

Составитель Л. Березкина

Техред И. Верес Корректор О. Тигор

Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оз крытий

113035, Москва, Ж вЂ”,35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Келемеш

Заказ 4 169/32