Состав для закрепления армирующих стержней в шпурах

 

Изобретение относится к горному делу. Целью является увеличение срока службы армополимерной анкерной крепи за счет замедления процесса старения состава. Для этого состав включает карбамидоформальдегидную смолу КФ-Ж, силикатный (кварцевый) песок, щавелевую кислоту, мочевину, алюминиевую пудру и жженую тальковую пудру. Соотношение компонентов следующее, мас.ч.: смола КФ-Ж 100, щавелевая кислота 4-5, мочевина 6-7, алюминиевая пудра 4-5, жженая тальковая пудра 4-5. Принятое количественное соотношение указанных компонентов позволяет получить состав наибольшей прочности, однородности и с максимальным замедлением старения. Введением мочевины, алюминиевой пудры, жженой тальковой пудры создается более плотная и жесткая структура состава. Этим объясняется замедление его старения по сравнению с известным составом. Состав имеет в 1,3-1,6 раза меньшую усадку и в 1,5-2 раза меньше выделяет формальдегида в рудничную атмосферу при возведении крепи. Приготовление состава осуществляют в смесителе и емкости. В первый загружают смолу КФ-Ж, песок, жженую тальковую и алюминиевую пудру и перемешивают. В емкости готовят водный раствор щавелевой кислоты. Этот раствор добавляют к ранее полученной смеси и снова перемешивают. Состав подают в шпуры пневмонагнетателем. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„,SU„„1470967 (51)4 Е 21 D 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВСЕСВЮЗНАЯ

ПАТЕНТНО- TE_#_HiiЧЕСИАЯ

Г ЬЛ10 i ЕКА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4274778/22-03 (22) 26.05.87 (46) 07.04.89. Вюл. № 13 (71) Северо-Кавказский горно-метал.т. лургический институт (72). В.Н. Пустобриков, А.В. Скочков, Ю.Г. Кабулов и В.К. Гаев (53) 622. 281.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1257196, кл. Е 21 D 21/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1180521, кл. Е 21 Р 21/00, 1984. (54) СОСТАВ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ АРИИРУЮЩИХ СТЕРЖНЕЙ В, НПУРАХ (57) Изобретение относится к горно-. му делу. Целью является увеличение срока службы армополимерной анкерной крепи за счет замедления процесса e àðåíèÿ состава. Для этого состав включает карбамидоформальдегидную, смолу КФ-Ж, силикатный (кварцевый) песок, щавелевую кислоту,мочевину, алюминиевую пудру и жженую тальковую пудру. Соотношение компо- нентов следующее, мас.ч.: смола

Изобретение относится к горному . делу, в частности к креплению подземных горных выработок армополимер; ной анкерной крепыш.

Цель изобретения — увеличение.срока службы крепи за счет замедления процесса старения состава.

В качестве основы состава принята карбамидоформальдегидная смойа КФ-Ж, которая представляет собой водную суспензию, негорючую, не взрывоопасКФ-Ж 100, щавелевая кислота 4-5, мочевина 6-7, алюминиевая пудра 4-5, жженая тальковая пудра 4-5. Принятое количественное соотношение .укаэанных компонентов позволяет получить состав наибольшей прочности, однородности и с максимальным замедлением старения. Введением мочевины, алюминиевой пудры, жженой тальковой пудры создается более плотная и жесткая струкпура состава. Этим объясняется замедление его старения по сравнению с известным составом. Состав имеет в

1,3-1,6 раз меньшую усадку н в 1,52 раза меньше выделяет формальдегида в рудничную атмосферу при возведении крепи. Приготовление состава осуществляют в смесителе и емкости. В первый загружают смолу КФ-Ж, песок, жженую тальковую и алюминиевую пудры и перемешивают. В емкости готовят водный раствор щавелевой кислоты.

Этот раствор добавляют к ранее полученной смеси и снова перемешивают.

Состав подают в шпуры пневмонагнетателей. 1 табл.

2 ную с плотностью 1,28 г/смз . Токсичность смолы обусловлена наличием в ней свободного формальдегида. В карбамидоформальдегидной смоле типа

КФ-Ж содержание свободного формальдегида менее 1Х что ниже допустимых норм. Срок хранения смапы 6 мес.

Карбамидоформальдегидная смола принята за 100 мас.ч.

Отвердителем служит щавелевая кислота, которая добавляется в сос1470967 тав в количестве 4-5 мас.ч. и представляет собой безнредный порошок белого цвета, растворяемый в воде.

Ср ок хра не ни я 3 г ода .

Принятое количество массовых частей отвердителя обусловлено заданным временем гелеобразования (процесс полимеризации начинается через

20 мин после добавления отвердителя, что достаточно для заполнения шпура составом) и позволяет получить состав наибольшей прочности. Уменьшение массовых частей отвердителя в составе отодвигает процесс гелеобразовання на несколько часов, что непри- емлемо при укреплении неустойчивых. и малоустойчивых пород, а увеличение массовых частей резко снижает прочностные свойства закрепляющего состава.

Наполнителем является силикатный (кнарцевый) песок с содержанием глинистых включений не более 3-57. с плотностью 1,3 г/см . Содержание в составе 100-110 мас.ч. принято с тем, что при соотношениях смолы и наполнителя, близких к 1: 1, ввиду их почти одинаковых удельных весов сос-. тав по всему объему получается однородным и тем самым достигается одинаковая прочность закрепления армирующих стержней по всей длине шпура.

Увеличение массовых частей наполнителя приводит к уменьшению его прочностных адгезионных свойств.

Мочевина вводится в состав в количестве 6-7 мас.ч. Добавка большого количества мочевины в состав хотя и продолжает замедлять старение, но ухудшает прочностные свойства. При меньших значениях - ухудшаются прочностные свойства и ускоряется старени е.

Введение н состав в качестве добавки алюминиевой пудры в количестве

4-5 мас .ч. обусловлено тем,.что при меньших значениях массовых частей сколько-нибудь заметного снижения старения не наблюдается. При больших массовых частях значение замедления старения остается на прежнем уровне и дальнейшее увеличение добавки лишь унеличивает стоимость состава. Поэтому максимальное содержание алюминиевой пудры ограничено 5 мас.ч. (1 т алюминиевой пудры стоит 500600 руб.).

С введением в состав жженкой тальковой пудры в количестве 4-5 мас,ч. резко снижается его старение. Введение меньшего количества существенного влияния на старение состава не оказывает, а большего — увеличивает хрупкость, что для закрепляющих составов явля ется недопустимым.

Замедление. старения состава путем введения в него добавок мочевины, алюминиевой пудры, жженной тальковой пудры объясняется тем, что они обладают стабилизирующими свойствами, 5

10 которые выражаются в создании более плотной и жесткой структуры состава.

Состав для закрепления армирующих стержней в шпурах готовят в следующей последовательности.

В смеситель загружают смолу КФ-Ж, силикатный песок, жженую тальковую пудру, алюминиевую пудру, мочевину и перемешивают в течение 5-6 мин.В

20 другую емкость заливают воцу (12 мас.ч. от веса смолы) и разбавляют в ней щавелевую кислоту. Водный раствор щавелевой кислоты добавляют к ранее полученной смеси и снова перемешивают 2-3 мин. После этого состав ro25

55 ет в 1,3-1,6 раз меньшую усадку,чем у известного состава. Выделение формальдегида в рудничную атмосферу при возведении крепи снижается в 1,52 раза.

Формула и з обр ет ения

Состав для закрепления армирующих стержней в шпурах, включающий карбамидоформальдегидную смолу КФ-Ж, наполнитель из силикатного (кварцево30 -тов для закрепления армирующих стержней. Подача состава в шпуры осущестнляется пневмонагнетателем.

В таблице приведены данные об изменении во времени прочностных и ад35 гезионных свойств нескольких вариантов предлагаемого состава и известного.

Оптимальными приняты составы 3, 4, 5. Составы б и 7 имеют меньшие значения снижения прочностных и адгезионных свойств времени, но меньшая прочность и адгезия, большая стоимость исключают их из оптимальных значений.

Из таблицы следует, что у предла45 гаемого состава (составы 3-5) прочностные и адгезионные свойства уменьшаются во времени в 5-6 раз меньше, чем у известного состава.

Кроме того, предлагаемый состав име- .

5 -1470967 го) песка и отвердитель из щавелевой кислоты, отличающийся тем, что, с цепью увеличения срока службы крепи за счет замедления процесса старения состава, он дополнительно содержит мочевину, алюминиевую пудру и жженую тальковую пудру при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: 10

100

100-110

4-5

6-7

4-5

Содержание, мас.ч., компонентов и значения показателей, 1, в составах

Компоненты состава и его свойства

E пр едла га емом

1 1 Т 111 известном

1 2 3 4 5 6 7

100

100 100 100 100 100 100 100

100 110 110 105 100 110 110

4 5 4 4,5 5 5 4

4 5 6 6,5 7 8 9

3 4 4,5 5 6 7

3 4 4,5 5 6 . 7

4240 31 08 12 2 1000 7 20 700 6 8 51

48,20 36, 12 18 ° 09 12,62 9,01 8,55 8,00 59

Составитель Б. Усан-Подгор нов

Редактор И. Горная Техред А. Кравчук Корректор С. 1 !гкм:ц1

Заказ 1569/39 Тираж 449 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия i чин ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4; >

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужт ор<.н, . . .. гзрииа,101

Карбамидоформальдегидная смола КФ-Ж

Силикатный (кварцевый) песок

Щавелевая кислота

Моч евина

Жженая тальковая пудра

Алюминиевая пудра

Снижение прочностньм свойств за год и 4 мес.

Снижение адгезионных свойств за

1 год и 4. мес, Карбамидоформальдегидная смола КФ-Ж

Силикатный (кварцевый) песок

Щавелевая кислота

Моч евина

Алюминиевая пудра

Жженая тальковая пудра