Состав для закрепления анкеров

 

Изобретение относится к горной пром. Целью изобретения является повышение надежности закрепления анкеров в условиях действия сейсмовзрывных нагрузок путем снижения модуля упругости состава при сохранении у него высоких прочностных и адгезионных свойств. Для этого состав включает эпоксидную смолу (ЭС), полиэтилполиамин (ПЭПА), суммарные сланцевые фенолы (ССФ), фенольную смолу и наполнитель. Соотношение компонентов следующее, мас.%: ЭС 20-25, ПЭПА 3-5, ССФ 5-8, фенольная смола 3-5, наполнитель - остальное. Основой состава служит ЭС, отвердителем - ПЭПА. Ускорителем твердения является ССФ. Деформационные свойства состава повышает введенная в него фенольная смола. Наполнителем служит кварцевый песок с крупностью зерен не более 4-5 мм. Для приготовления состава ЭС перемешивают до полного растворения с фенольной смолой. В смесь добавляют песок. Перемешивают до однородной массы. Полученным составом заполняют полиэтиленовые ампулы. В последние вставляют загерметизированные пробирки с ПЭПА и ССФ. Изготовленные ампулы транспортируют к месту работ. Там их используют для закрепления анкеров в шпурах. Состав обладает стойкостью к взрывным нагрузкам. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

A 1 (5И 4 Е 21 0 21/00

3". пяЖЗМ

Е ;-- =л1.1С

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Таблица 1

Компоненты

Эпоксидная смола

ЭД-20 20 22,5

Отвердител ь

ПЭПА

Катализатор

ССФ

Фенольная смола

ТСД-9 3 4 5

Наполнитель 69 63 57

5 6,5 8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2l) 4266485/23-03 (22) 22.06.87 (46) 15.04.89. Бюл. № 14 (71) Горный институт Кольского филиала им. С. М. Кирова АН СССР (72) Ю. Г. Смирнов, В. M. Дианов, Ю. В. Демидов и Ю. P. Катков (53) 622.284.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 514960, кл. Е 21 D 21/00,,1973.

Тимофеев О. В. и др. Определение оптимального состава полимербетона для штанговой крепи.— Шахтное строительство, 1974, № 6, с. 15 — 17. (54) СОСТАВ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ АНКЕРОВ (57) Изобретение относится к горной промышленности. Целью изобретения является повышение надежности закрепления анкеров в условиях действия сейсмовзрывных нагрузок путем снижения модуля упругости состава при сохранении у него высоких прочностных и адгезионных свойств. Для этого

Изобретение относится к горной промыш ленности, а именно к быстротвердеющим полимерным составам для закрепления анкеров в горных породах. и может быть использовано при .проведении горных выработок в условиях повышенных сейсмических нагрузок от массовых взрывов.

Целью изобретения является повышение надежности закрепления анкеров в условиях действия сейсмовзрывных нагрузок путем снижения модуля упругости состава при сохранении у него высоких прочностных и адгезионных свойств.

В табл. 1 приведено несколько образцов предлагаемого состава.

ÄÄSUÄÄ 1472689 состав включает эпоксидную смолу (ЭС) . полиэтилполиамин (ПЭПА), суммарные сланцевые фенолы (ССФ), фенольную смолу и наполнитель. Соотношение компонентов следующее, мас. %: ЭС 20 — 25, ПЭПА 3 — 5, ССФ 5 — 8, фенольная смола 3 — 5, наполнитель — остальное. Основой состава служит ЭС, отвердителем — ПЭПА. Ускорителем твердения является ССФ. Деформационные свойства состава повышает введенная в него фенольная смола. Наполнителем служит кварцевый песок с крупностью зерен не более 4 — 5 мм. Для приготовления состава ЭС перемешивают до полного растворения с фенольной смолой. В смесь добавляют песок. Перемешивают до однородной массы.

Полученным составом запол няют полиэтиленовые ампулы. В последние вставляют загерметизированные пробирки с ПЭПА и

ССФ. Изготовленные ампулы транспортируют к месту работ. Там их используют для закрепления анкеров в шпурах. Состав обладает стойкостью к взрывным нагрузкам.

2 табл.

1472689

Таблица 2

Состав

Предлагаемый

Свойства

Известный! ) 2 ) 3

65 68

5 5

12 12

108 110

95 290

Формула изобретения

В качестве основы полимерного состава ис ользуется эпоксидная смола ЭД-20, представляющая собой вязкую прозрачную жидкость с молекулярным весом 390-430. Плотность 1,!6--1,25 г/см . Содержание эпоксидных групп 19,9 — 22,0ф. Вязкость при 20 С

40000 сСт. В отвердевшем состоянии обладает хорошей адгезией к различным материалам, незначительной усадкой, высокой механической прочностью и химической стойкостью.

Для отвердения смолы применяется полиэтилполиа лин (ПЭПА), представляющий собой жидкость, по вязкости близкую к воде, с характерным запахом, имеет среднюю растворимость в воде, плотность 0,95 — 1,00 г/см .

В качестве катализатора для ускорения процесса твердения состава используются суммарные сланцевые фенолы (ССФ), котор1»е являются побочным продуктом при производстве дубителя и других химических продуктов из горючего сланца. Представляет собой вязкую жидкость черного цвета, растворимую н горячей воде. Вязкость при

20 С равна 40000 сСт, плотность 1,44—

1,50 г/см .

С целью снижения модуля упругости и, как следствие, повышения деформационных свойств в состав дополнительно вводится фенольная смола ТСД-9, применяемая в ка естве тампонажного состава, которая является композицией на основе водорастворимых фенолов и представляет собой жидкость темно-коричневого цвета со специфическим запахом, хорошо растворимую в воде, Вязкосгь смолы равна 47 — 49 сП, рН 8,0—

9,0, содержание сухого вещества составляет

48 5006

В качестве наполнителя используется кварцевйй песок или другой минеральный инертный материал с крупностью зерен не более 4 — -5 мм.

Технология приготовления полимерной композиции следующая.

Эпоксидную смолу ЭД-20 перемешивают до полного растворения с фенольной смолой

ТСД-9 при заданном соотношении компонентов. В приготовленную смесь добавляют наполнитель, путем перемешивания доводят ее до однородного состава и при помощи дозатора заполняют полученной композицией полиэтиленовые ампулы. Затем в ампулы вставляют герметично закрытые стеклянныс прооирки с отвердителем и катализатором и завязывают или запаивают их. Изготовленные таким образом ампулы с составом для закрепления анкеров укладывают в специальную тару и транспортируют к месту производства крепежных работ. Ампулы устанавливают в шнуры, разрушают их при помощи арматурных стержней, в результате чего происходит равномерное перемешивание всех компонентов и последующее затвердевание состава.

4

Эффективность предлагаемого состава для закрепления анкеров определялась методом сравнительных испытаний. Результаты лабораторных и опытно-промышленных испытаний предлагаемого и известного составов в двухчасовом возрасте приведена в табл. 2.

Прочность при одноосном сжатии, мПа 70 65

Прочность при растяжении, мПа 6 5

Адгезионная прочность, мПа 13 12

Несущая способность анкера, кН 100 106

Модуль упругости, мПа 120 110

Из данных табл. 2 видно, что деформационные свойства предлагаемого состава, характеризуемые модулем упругости, в 2—

3 раза превышают деформационные свойства известного состава. Оптимальное содержание фенольной смолы ТСД-9 находится в пределах 3 — 5 мас. Я, при дальнейшем увеличении ее количества снижаются прочностные и дгезионные свойства состава.

При содержании фенольной смолы менее

ЗЯ возрастает модуль упругости, а следовательно, снижаются деформационные свойства состава.

Из табл. 2 следует, что предлагаемый .состав для закрепления анкеров обладает более высокими деформационными свойствами, что обеспечивает существенное повышение надежности закрепления анкеров в условиях действия сейсмовзрывных нагрузок, и, следовательно, позволяет снизить затраты на крепление выработок в 1,5—

2 раза за счет безремонтного их поддержания в течение всего срока эксплуатации.

Испытания показали, что несущая способность анкеров, установленных в непосредственной близости от взрывных работ и вне зоны влияния взрыва, идентичны, что является свидетельством стойкости рекомендованного состава к взрывным нагрузкам.

Состав для закрепления анкеров, включающий эпоксидную смолу. полиэтилполи1472689

6 соотношении компонентов, 20 — 25

3 — 5

5 — 8

3 — 5

Остальное

Составитель Б. Усан-Подгорнов

Редактор М. Циткина Техред И. Верее Корректор И. Муски

Заказ 691/31 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 10!

5 амин, суммарные сланцевые фенолы и наполнитель, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности закрепления анкеров в условиях действия сейсмовзрывных нагрузок путем снижения модуля упругости состава при сохранении у него высоких прочностных и адгезионных свойств, он дополнительно содержит фенольную смолу при следующем мас. Я:

Эпоксидная смола

Полиэтилполиамин

Суммарные сланцевые фенолы

Фенольная смола

На пол интел ь