Состав для закрепления армирующих стержней в шпурах

 

Союз Советскин

Социалистические ресттубпик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6() Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 01.08.79 (2I ) 2805395/22 3 с присоелинением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.10.81. Бюллетень М 37

Дата опубликования описания 10.10.81 (53 ) М..Кл.

Е 21 Р 21/00

5Ьеударстеенаый камнтет

СССР ае делам нзабретеннй и открытий (53) УДК

622.284.9(088.8) А. П. Широков, М. А. Дзауров, В. H. Пусто

P. В. Степанян и Б. О. Кертано (72) Авторы изобретения

P...с

Северо — Кавказский горно - металлургический институт ., (7I) Заявитель (54) СОСТАВ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ АРМИРУЮЩИХ

СТЕРЖНЕЙ В ШПУРАХ

Изобретение относится к области крепления горных выработок и камер, в част ности для крепления армополимерной анкерной крепыш и набрызгполимером горных выработок и камер.

Изобретение может быть использовано для закрепления армирующих (деревянных, полимерных, металлических) стержней в шпурах; как антикорроэийное средство; для предотвращения процесса окисления боков то и кровли горных выработок (путем нане-. сения слоя состава); для снижения водопритока при проходке горных выработок и стволов.

13

Известны составы на основе- эпоксидных, мочевинс -формальдегидной и других смол PJ .

Однако эпоксидная смола дорога и дефицитна. Существенным недостатком является высокое содержание (более 2%) формальдегида, что вызывает необходимость соблюдения дополнительных мер предосторожности и увеличения расходов на провет

2 ривание закрепленных (эпоксидной смолой) горных выработок.

Наиболее близкой к изобретению является состав на основе мочевино-формаль. дегидной смолы, включающий силикатный песок, щавелевую кислоту и воду f2)

Этот состав применяется для закрепления анкеров. в шпурах.

Недостатками этого состава являются относительно высокое содержание формальдегида (около 2%), относительно низкая прочность и адгеэия, усадка состава. Так, прочность на одноосное сжатие то! сж 300 кгс/см,. сцепление с породой 4. 20-40 кгс/см .При таком относительно низком сцеплении полимерного состава с породой армирующий стержень необходимо закреп-. лять по всей длине шпура.

Белью изобретения является повышение адгеэионных и когеэионных свойств состава.

Бель достигается тем, что в качестве основы состав содержит унифицированную

870732

50 карбамндную смолу марки Б при следующем соотношении ингредиентов, вес. Ч,;;

Уиифицированная карбамидная смола . (марка Б) . 100

Силикатный песок 140-170

Щавелевая кислота 3-5

Вода 10 - 20

Состав получают простым смешиванием всех компонентов в обычных условиях.

Состав на основе унифицированной карбамидной смолы при полимериэации усадки не дает, поэтому нет необходимости вводить в состав такие компоненты, как силикагель и полиакриламид, В качестве отвердителя (учитывая безопасность применения, необходимое время полимеризации) для унифицированной карбамидной смолы марки Б выбрана щавелевая кислота. Щавелевая кислота добавляется в количестве 3-5 вес. ч. (от веса смолы). При.таком соотношении отвердителя и смолы время полимеризации

2, 5-3 мин., которое вполне доста заочно для ввода армирующего стержня в шпур (после окончания процесса нагнетания сос- 2

25 тава в шпур). Как наполнитель, используется силикатный (или кварцевый) песок, причем содержание глины не должно пре вышать 3 Ь, т. к. при более высоком процентном содержании глины происходит

3О вспучивание состава, в 10 и более раз снижаются прочностные показатели.

Граничные условия содержания песка определяются тем, что при добавлении более 170 вес, ч, наполнителя, резко снижаются прочностные свойства состава. Так, 5 при добавлении 190-200 вес. ч. наполнителя (при прочих равных условиях) прочность разрушения на одноосное сжатие равна 300 кгс/см,, тогда как при добавлении

170 вес, ч. этот показатель равен 400. 4о

Плотность унифицированной карбамидной смолы марки Б 1,211. Для увеличения подвижности состава добавляется 10-20 вес. ч. воды, при этом плотность состава составляет 1, 10-1, 12.

Полимерную композицию готовят в следующей последовательности: в деревянный (или металлический) ящик заливают смолу (100 вес, ч.), добавляют песок (150 вес. ч.) и смесь тщательно перемешивают вручную (как обычный песчано - це ментный раствор) и заливают в пневнонагнетатель. В отдельную емкость заливают воду (15 вес. ч.), в которой разбавляют щавелевую кислоту (4 вес. ч.). 55

Перед началом работ по креплению водный раствор щавелевой кислоты добавляется в приготовленную смесь. Подача полимерногс состава в шнур осушествля4 ется пневмонагнетателем. Полимериэацня смеси начинается через 2,5 - 3 мин после смешивания отвердителя и смолы.

Получены следующие прочностные показатели, кгс/см2:

Прочность разрушения на одноосное сжатием сж 460

Прочность разрушения на разрыв g р 90

Сцепление с породой " сц 130

Сцепление с металлическим армирукщим стержнем периодического профиля ь

Сцепление с металлическим армирующим стержнем гладкого профиля 116

Сцепление с деревянным армирующим стержнем Г

Сцепление с полимерным армируюшим стержнем С+

89

Испытаниями установлено, что предложенный состав для закрепления армирующих стержней обладает высокими прочностными характеристиками.

Проведенными исследованиями установлена возможность применения состава на основе унифицированной карбамидной смолы марки Б при температурах укрепляемых горных пород от -10 до + 30 C.

Важным преимушеством предлагаемого состава является значительно меньшее содержание формальдегида - менее 1О, что улучшает условия труда в проходческом забое.

Благодаря более высоким прочиостным, характеристикам предложенного состава армируюшие стержни закрепляют не по всей длине шнура, а только в части его.

236

217

Формула изобретения

Состав для закрепления армируюших стержней. в шнурах, включающий основу, силикатный песок, щавелевую кислоту и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения адгезионных и когезионных свойств состава, в качестве ос.

Так при длине шнура 2 м армирующий . стержень закрепляют только в донной части на глубину 60 - 80 см„т. е. полимерный состав расходуется в 2 — 2,5, а щавелевая кислота(стоимость 1 т — 7000 руб.) 8 - 10 раз меньше по сравнению с прототипом, что составит ориентировочно на крепление 1000 пог. м выработок более 1600 - 2000 руб. экономии.

870732

100

140-170

3-5

10-20

Составитель Л. Березкина

Техред М. Голинка

Корректор Ю.Макаренко

Редактор Н. Багирова

Подписное

Заказ 8519/37 Тираж 630

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 новы он содержит унифицированную карбамидную смолу марки Б при следующем соотношении ингредиентов, вес. ч.:

Унифицированная карбамидная смола марки Б

Силикатный песок

Щавелевая кислота

Вода

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

5 К 514960, кл. E 21 D 21/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

No 6050 16е кл» Е 21 D 21/00 1976 (прототип).