Тампонажный раствор

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Е 21 В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / о

Н АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ а. (54) (5? ) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР, включающий фенолформальдегидную смолу,, модифицированную диэтиленгликолем, бенэолсульфокислоту и воду, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения количества вреднык газообразных выделений фенола и формальдепида при отверждении, раствор дополнительно содержит новолачную фенолформальдегидную смолу при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Фенолформальдегидная смола модифицированная диэтиленгликолем

Новолачная смола

Бензолсульфокислота

Вода

45-52

40-45

10-1 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3802292/22-03 (22) 15.10.84 (46) 30.05.86. Бюл. Ф 20 (71) Кемеровское научно-производственное объединение "Карболит" и Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт "КуэНИУИ" (72) Н.Н. Прудникова, Н.Н. Надякина, Т.П. Старостина, В.И. Болдин, Е.М. Чернявский, Н.П. Кривощекова и Г.Г. Федорова (53) 622.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 591581, кл. Е 21 В 33/138, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 934040, кл. Е 21 В 21/00, 1982, „„SU„„12 45 9 А1

Массовое соотношение фенол: формальдегид при получении новолачной смолы

Выделяется при отверждении в замкнутом объеме 100 r тампонажного раствора, мг

Формальдегида

Фенола

100: 18

0,32

1,32

100: 23

100:25

0 61

О 97

Изобретение относится к горно= добывающей промышленности и может быть использоваH0 при упрочнении трещиноватого горног массива и грунтов для повьппения их устойчивости.

Цель изобретения — снижение количества вредных газообразных выделений фенола и формальдегида при отверждении.

Пример 1. В емкость объемом 150 и, снабженную мешалкой, загружают 52 кг новолачной фенолформальдегидной смолы, полученЪой в результате реакции 34,9 кг фенола и

17,0 кг 37%-ного формалина (массовое соотношение фенола и формальдегида равно 100:18) в присутствии 0,09 кг соляной кислоты в виде 7%-ного водного раствора. Затем при работающей мешалке загружают 40 кг бензолсульфокислоты и 10 кг воды.

В емкость объемом 300л, снабженную мешалкой, загружают 100 кг фенолt формяльдегиднОи смОлы, модифицирО ванной диэтиленгликолем. Затем при работающей мешалке загружают смесь компонентов,. приготовленную в первой емкости.

Полученный тампонажный раствор нагнетают через скважину в упрочняе— мый угольн и массив.

Пример 2. В емкость объемом

150 л, снабженную мешалкой, загружают 50 кг новолачной фенолформаль-" дегидной смолы, полученной в результате реакции 30.,7 Kl фенола и 19,,1 KI

37%-ного формалина (массовое соотношение фенола и формальдегида равно

100:23) в присутствии 0,08 кг соляной кислоты в виде 7%-ного водного раствора. Затем при работающей мешалке загружают 42 кг бензолосульфокислоты и 10 кг воды. Полученная смесь используется в качестве компонента тампонажного состава для упрочнения угольных пластов. В качестве второго компонента тампонажного состава используется фенолформальдегидная смола, модифицированная дизтиленгликолем

102 кг приготовленной смеси и

100 кг фенолформальдегидной смолы, модифицированной дизтиленгликолем, подают из емкостей по раздельным трубопроводам. Компоненты смешивают в смесителе, установленном перед скважиной, и затем состав нагнетается через скважину в упрочняемый угольный пласт, 34589 2

Пример 3. В емкость объемом

150 л,, снабженную мешалкой, загружают 45 кг новолачной смолы, полученной в результате реакции 26,7 кг фенола и 18 1 кг 37%-ного формалина (массовое соотношение фенола и формальдегида 100:25) в присутствии

0,08 кг соляной кислоты в виде

7%-ного водного раствора. Затем нри

10 работающей мешалке загружают 45 кг бензолсульфокислоты и 12 кг воды.

Полученная смесь используется в качестве компонента тампонажного состава. В качестве второго компонен15 та тампонажного состава используется фенолформальдегидная смола, модифицированная диэтиленгликолем.

97 кг приготовленной смеси и

100 кг,фенолформальдегидной: смолы, 20,модифицированной дизтиленгликолем, подают из емкостей по раздельным трубопроводам. Компоненты смешиваются в;месителе, установленном перед скважиной, и затем состав нагнета25 ется через скважину в упрочняемый угольный пласт.

В качестве новолачной смолы используется продукт конденсации фенола и формальдегида, полученный по

30 технологии изготовления фенолфор-мальдегидной смолы марки СФ-010 (ГОСТ 18о94-80) до стадии вакуумной сушки. Стадия сушки исключена с целью получения низковязкой смеси новолачной смолы и бензолсульфскислоты.

Влияние соотношения фенола и формальдегица при получении новолачной смолы на количество фенола и формаль40 дегида, выделяющихся при отверждении тампо:нажного состава по примеру 1, показано в табл. 1.

Т а б л и ц а 1

Таблица 2

Выделяется при отверждении в замкнутои объеме 100 г таиРецептура тампонажного раствора, иас.ч.

Содержится. в

100 г таипонажного раствора, r

Материал

Бензол сульфокислота

НовоФе нолфор" иальВода понажного раствора, мг лачная фенолофориаль" формальдегида фенола дегидная формаль дегнда фенола дегидная смола, модифицированная смола фенола формальдегида ди зтиленглико2,62 4 ° 81 2, 12 1э42 01265

Прототип 100

4 6,71

Предлагаемый по примераи

10 .6,39 1,71 1,32 0,32 0,29 0,032

10 6 19 68 О 84 О 40 0 23 0 038

12 5э97 1э,66 Оэ 23 Оэ51 Оэ078 Оэ 049

100 52 40

100 50

100 45 45

100 54 39

9 6,34 1,69 1,85 0,33 0,66 0,032

5* 100 43 46

13 5,89 1,65 0,22 0,85 0,07 О, 120

* Примеры 4-5 сравнительные за пределами заявляемых соотношений; предельно-допус-, тимая концентрация в воздухе рабочей зоны фенола 0,3 кг/и, фориальдегида

0,05 кг/м .

3 1

Использование фенолформальдегидной смолы, модифицированной диэтиленгликолем, новолачной смолы, бензолсульфокислоты и воды в указанных соотношениях позволяет проводить отверждение тампонажного раствора с минимальным количеством выделенного фенола и формальдегида, Увеличение количества новолачной смолы более

52 мас.ч. приводит к увеличению количества выделяющегося фенола, снижает прочность отвержденных образцов.

Содержание новолачной смолы менее

45 мас.ч. увеличивает количество

234589 4 выделяющегося при отверждении формальдегида. Введение бензолсульфокислоты в количестве менее 40 мас.ч. замедляет процесс отверждения, а более 45 мас.ч. снижает прочность отверженных образцов. Присутствие воды в количестве менее 10 мас.ч. . увеличивает скорость отверждения, а более 12 мас.ч. снижает прочность

10 отвержденных образцов.

В табл. 2 и 3 представлены рецептуры и свойства разработанного и .известного тампонажного раствора.

Содержание в воздухе рабочей зоны прн проведении работы по упрочнению угольных пластов (скорость движения воздуха

0,1 м/с), кг/из

1234589

Таблица 3

Свойства

Состав

Прототип

По примерам (Плотность, г/см

1,23 1,21

1,23 1,22. Вязкость, мПа. с (при 15 С)*

218 257

258 202

Время гелеобразования, мин (при 15 С)**

100 118

242

Прочность склеивания на отрыв (по углю через 1 сут), мПа

0 97 1,12 1,02

Прочность на сжатие (через I сут), мПа 30,8 34,2 32,4 Зб,б

Линейная усадка (через 30 сут), % 2,8

3,2 2,8 < Показатель растекаемости оценивали по вязкости состава в момент приготовления.

** Срок схватывания оценивали по времени гелеобразования состава.

BHHHJIN Заказ 29б2/39 THpai 548 Подписное

Из данных таблицы видно, что

4О при отверждении предлагаемого тампонажного раствора выделяется в

4 — 20 раз меньше фенола и в 4

7 раз меньше формальдегида, другие свойства при этом не ухудшаются.

Снижение количества свободного фенола и формальдегида, выделяющихся при отверждении, обусловлено, по-видимому тем, что при смешении фенолформальдегидной модифицированной (резал) и новолачной смол происходит снижение концентрации реакционноспособных метилольных групп, что приводит к преобладанию реакции взаимодействия их со свободным фенолом над реакцией взаимодействия их друг с другом. При этом образуются преимущественно устойчивые метился новые связи вместо метиленэфирных (как у известного материала), которые способны переходить в метиленовые с выделением формальдегида.