Защитное покрытие

 

Использование: защитное покрытие относится к горной промышленности и может быть использовано при защите горных выработок , пройденных в многолетнемерзлых породах, от растепления и оттайки в условиях воздействия электромагнитного излучения от энергооборудования, размещенного в подземных выработках. Сущность изобретения, покрытие содержит теплоизолирующий материал с наполнителем изтокопроводящего материала . Теплоизолирующий материал выполнен из пеноасбеста. Наполнитель выполнен в виде угленовых волокон, рэвнораспределенных по массе теплоизолирующего материала при определенном соотношении указанных компонентов.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)э Е 21 D 11/0.0 (1, $

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ, ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ jygjjjgg (21) 4850474/03 (22) 24.07.90 (46) 30.05.92. Бюл; N. 20 (75) Б.И.Назин и Ф.Ф.Синицын (53) 622.281.9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N1473422,,кл. Е 21 Р 3/00, 1987, Авторское свидетельство СССР

М 485203, кл. Е 21 О 11/38, 1972. (54) ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ (57) Использование: защитное покрытие относится к горной промышленности и может быть использовано при защите горных выИзобретение относится к горной промышленности, в частности к технике и технологии проходки и теплоизоляции горных выработок в массиве многолетнемерзлых пород, и может быть использовано для управления горным давлением в подземных капитальных выработках, пройденных в трещиноватых и пористых мерзлых породах, в условиях воздействия электромагнитного излучения, Известно изоляционное покрытие, создаваемое по известной технологии, содержащее волокнистый листовой материал, пропитанный синтетической смолой и изолированный эластичной пленкой.

Известно защитное покрытие, состоящее из теплоаккумулирующего и теплоизоляционных слоев, причем в качестве теплоаккумулирующего слоя используют раствор поваренной соли.

Известна теплоиэолирующая крепь горных выработок в условиях вечной мерзлоты, включающая несущую конструкцию с раэБЫ«, 1738095 А3 работок, пройденных в многолетнемерзлых породах, от растепления и оттайки в условиях воздействия электромагнитного излучения от энергооборудования, размещенного в подземных выработках, Сущность изобретения: покрытие содержиттеплоизолирующий материал с наполнителем иэ токопроводя щего материала. Теплоизолирующий материал выполнен из пеноасбеста. Наполнитель вы-. полнен в виде угленовых волокон, равнораспределенных по массе теплоизолирующего материала при определенном соотношении указанных компонентов, мещенными в закрепном пространстве эластичными емкостями в форме эллипсоида вращения, выполненными из химически нейтрального материала, наполненными легко ки п я щей жидкостью. 4

Наиболее близким к предлагаемому по (,ц) технической сущности и достигаемому ре- ()() . зультату является защитное покрытие, содержащее теплоизолирующий материал с наполнителем из токо-роводящего материала.

Недостатком защитного покрытия-прототипа является то, что при его использовании в пройденных в многолетнемерэлых () породах горных выработках в условиях воздействия электромагнитного излучения от электроэнергооборудования (электрораспределительные подстанции, трансформаторы и другие электрические приборы и оборудование, необходимость расположения которых в горных выработках обусловлена принятой технологией проходки и используемой техникой) происходит интен1738095

15

55 сивное растепление массива многолетнемерзлых пород. Электромагнитное излучение от действующего энергетического оборудования наводит поверхностные токи в алюминиевой фольге покрытия, что также приводит ко вторичной наводке поверхностных токов в металлической крепи горной выработки, в проморо>кен нам токопроводящем слое горных пород и ведет к их нагреванию и увеличению ореола оттаивания, чта в свою очередь снижает устойчивость обнажений краевых частей массива горных парад. Хлопчатобумажная промороженная ткань и полиэтилен не защищают массив многолетнемерзлых пород от протаивания под воздействием нагретой вихревыми токами алюминиевой фольги.

Цель изобретения — повышение устойчивости горных выработок путем снижения глубины ореола оттаивания многолетней мерзлоты в условиях воздействия электромагнитного излучения.

Поставленная цель достигается тем, что в защитном покрытии, содержащем теплоизолирующий материал с наполнителем из такопроводящего материала, в качестве теплоизолирующега материала использован пеноасбест, а в качестве наполнителя— угленавые волокна, равнораспределенн ые по массе теплаизолирующего материала, при следующем соотношении компонентов, мас. :

Угленовае волокно 3 — 12

Пеноасбест Остал.ьное

Защитное покрытие содержит теплоизолирующий материал в виде пеноасбеста и наполнитель изугленовых волокон, равнораспределенных по массе пеноасбеста при указанном соотношении ингредиентов.

Угленовые волокна представляют собой карбанизированные углеродные волокна длиной 3 — 20 мм и сечением от нескольких микрон до десятков микрон с высокими электрапровадящими свойствами (0,2 — 1,0 Ом х см). Угленовые волокна указанных параметров используются в заявленном объекте как токоправодящий (или электроправодящий) наполнитель в качестве поглотителя электромагнитных волй, излучаемых технологическим оборудованием и приборами, размещенными в горных выработках, возбуждающих вугленовых волокнах слабые (по сравнению с величинами, возбуждаемыми, например, в алюминиевых фольгах) поверхностные токи, ведущие к нагреванию волокон.

Пеноасбестовый материал с угленовым наполнителем в указанном соотношении изготавливается следующим образом.

Исходные компоненты гидрофобизирующей эмульсии (жидкость, вода и олеат натрия в пропорции 5; 4: 1 вес;ч.) смешивают и вводят в эмульгатор. где их перемешивают мешалкой при скорости 3000 об/мин в течение 5 — 7 мин. При этом для приготовления олеата натрия 13,3 г кристаллического едкого натра растворяют в 500 мл воды, добавляют в раствор 100 — 105 мл олеиновой кислоты небольшими порциями при постоянном перемешивании, подогревают раствор на водной бане в течение 2 — 2,5 ч до растворения осадка и разбавляют раствор водой до объема 1 л.

Готовят асбест, для чего в ножевой смеситель (куттер) загружают 2,4 — 2,6 кг сухого асбеста, 50 л воды и 6,8 кг специального смачивателя или жидкого сульфанола в том же количестве. После обработки в течение

30-40 мин. асбеста в куттере изготавливают поглотительный материал, для чего распушенный в куттере асбест, воду и угленовое волокно помещают в бак-смеситель, где смесь перемешивают в течение 5-7 мин после чего, не прекращая перемешивания, вводят в смеситель смачиватель и после 10 — 12 мин перемешивания добавляют приготовленную гидрафобизирующую эмульсию.

Полученную смесь перемешивают еще

20 — 25 мин до получения вспененной однородной массы. Готовую пеномассу с образованным равнораспределенным по массе теплаизолирующего материала угленовым волокном в соотношении 3 — 12 мас, 7 выливают из смесителя в поддоны, застеленные фильтровальной бумагой или стеклотканью.

Поверхность пеномассы в поддонах можно выравнивать с помощью шпателя или придавать ей любую необходимую форму, после чего ее накрывают фильтровальной бумагой. Затем пеномассу сушат, для этого поддоны с пенамассой устанавливают на полки сушильного шкафа, нагретого до температуры 80 С. Сушку осуществляют в следующем режиме: 1-й час — 80 С; 2-й час — 90 С; 3-й час — 100 С и далее по два часа на каждые

10 мм материала покрытия при температуре

1100 С.

После сушки пен.>массу подвергают термической обработке, для чего извлекают материал покрытия из поддона, освобождают его от фильтровальной бумаги и стеклоткани и помещают в камеру обжига в один слой, где проводят термообработку при 230-240 С в течение 35 — 40 мин. После термообрабатки материал раскраивают на плиты заданных размеров, которыми облицовывают необходимые участки горных выработок, Коэффициент теплопроводности изготовленного таким образом защитного покрытия находится в пределах 0,03 — 0,05 Вт/(и х к).

1738095 жения глубины ореола оттаивания многолетней мерзлоты в условиях воздействия электромагнитного излучения, в качестве теплоизол ирующего материала использован пеноасбест, а в качестве наполнителя— угленовые волокна, равнораспределенные по массе теплоизолирующего материала, при следующем соотношении компонентов, мас., :

Угленовые волокна 3-12

Пеноасбест Остальное

Составитель Б.Назин

Тех ред M.Моргентал

Редактор М.Товтин

Корректор Н.Ревская

Заказ 1910 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород,-ул.Гагарина, 101

Объемная масса полученного материала защитного покрытия не превышает 20 кг/м, Структурно полученный материал заз щитного покрытия представляет собой мелкопористую пеномассу светлосерого цвета с ячейками многогранной формы. Каждая ячейка представляет собой объем, созданный распушенными асбестовыми фибриллами диаметром до 2 мкм. Такая структура достигается описанной тщательной механической химической распушкой асбестовых фибрилл в водных растворах органических веществ, которые (относится к органическим веществам) после сушки и термической обработки полностью выгорают. Таким образом формируется негорючий, водостойкий, эластичный, теплоизоляционный (особенно для условий электромагнитного излучения) высокопористый легкий угленовый пеноасбест.

При указанном соотношении угленовых волокон в теплоизолирующем материале поглотитель электромагнитных и СВЧ-волн имеет максимальный коэффициент их поглощения. При содержании угленовых волокон в пеноасбесте менее 3 и более 12 мас. Д коэффициент поглощения электромагнитных и СВЧ-волн уменьшается, увеличивается их проникновение к экранированным обнажениям краевых частей массива пород, при котором возникает взаимодействие электромагнитных волн с мерзлыми породами, вызывая растепление массива и интенсификацию ореола оттаивания стенок горных выработок, Работа защитного покрытия заключается в следующем. При облучении покрытия электромагнитным или СВЧ-излучением от работающего в подземных горных выработках электроэнергооборудования происходит перевод энергии электромагнитного излучения в тепловую энергию за счет наведения рассеянных слабых токов в угленовых волокнах, равнораспределенных по массе

30 теплоизолирующего материала. Тепловая энергия практически полностью (до 99,9$) гасится пеноасбестовым теплоизолирующим материалом, в котором угленовые волокна являются наполнителем, а вторичная наводка электромагнитных волн ат возбужденных угленовых волокон защитного покрытия полностью искл.очается.

Технология изготовления покрытия позволяет сформировать покрытие любой конфигурации, толщины и формы. Кроме того, из плит защитного покрытия можно легко формировать (вырезать и склеивать) детали для изготовления теплозащитных экранов любого вида, например призматических — в форме полых кубов, параллелепипедов, пирамидальной формы (шиповидное покрытие), т,е. в.зависимости от вида и формы поверхности конкретной горной выработки.

Использование предлагаемого защитного покрытия позволяет. обеспечить уменьшение глубины ореола оттаивания краевых частей горных выработок; пройденных в многолетнемерзлых породах, от влияния электромагнитного излучения энергооборудования, размещение которого предусмотрено в подземных горных выработках.

Формула изобретения

Защитное покрытие, содержащее теплоизолирующий материал с наполнителем из токопроводящего материала, о т.л и ч а ющ е е. с я тем, что; с целью повышения устойчивости горных выработок путем сни