Состав для упрочнения трещиноватых горных пород

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для крепления горных выработок посредством быстротвердеющих составов на основе карбамидных смол. Цель изобретения - повышение адгезионной прочности и снижение токсичности. Состав содержит следующие компоненты при соотношении , мае. ч.: карбамидная смола марки КФ-Ж 58-62, пластификатор (латекс-лигносульфонат 1:1) 15-30, отвердитель - 10%ный раствор соли поливалентного металла (сульфат алюминия, сульфат железа, четыреххлористый титан, нитрат хрома) 4-8, вода 15-30. Пластификация (модификация) карбамидных олигомеров с латексно-лигносульфонатными комплексными добавками сопровождается уменьшением количества низких фракций, сокращением количества метилольных групп и увеличением частоты сшивки макромолекул в процессе отверждения . Уменьшение количества относительно низкомолекулярных фракций приводит к улучшению степени структурования смол и повышению адгезионной прочности к горным породам и к меньшему выделению формальдегида при отверждении состава. При введении в состав соли поливалентного металла повышается скорость реакции в период смешивания смолы с отвердителем. При этом повышается скорость расходования метилольных групп, что приводит к быстрому уменьшению выделяющего формальдегида в связующем. Общий комплекс сил взаимодействия систем приводит к усилению адгезионной способности состава с поверхностью горных пород. 2 табл. w fe Os 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ((! ) (я)ю Е 21 О 21/00

ГОСУДАРСТВЕ -Ы И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Карбамидная смола марки КФ-Ж

Плэстификатор

Отвердитель

Вода

58 — 62

15 — 30

5 — 8

15 — 30

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4722851/03 (22) 25.04.89 (46) 30.09.91. Бюл. Q 36 (71) Институт горного дела АН КаэССР (72) Ш.А, Алтаев, Н. Кадырсиэов, Б.К, Кошумов, Э.А. Аманжолов и В.Н. Тарарушкин (53) 622.284,9 (088.8) (56) Рябченко Е,П., Хрусталев Н.И. и др. Управление технологическими процессами добычи на больших глубинах. Новосибирск:

1983, с. 103 — 109.

Авторское свидетельство СССР

N1273584,,кл,,Е 21 0 21/06, 1986. (54) СОСТАВ ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ТРЕЩИНОВАТЫХ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для крепления горных выработок посредством быстротвердеющих составов на основе карбамидных смол. Цель изобретения — повышение адгеэионной прочности и снижение токсичности, Состав содержит следующий компоненты при соотношении, мас. ч.: карбамидная смола марки

КФ-Ж 58 — 62, плэстификатор (латекс-лигносульфонат 1:1) 15 — 30, отвердитель — 10-",ьИзобретение относится к горному делу и может быть использовано при креплении подземных выработок посредством быстротвердеющих составов на основе карбамидных смол.

Целью изобретения является повышение адгезионной прочности состава к горным породам и снижение токсичности.

Состав включает карбамидную смолу

К(Ь-Ж, пластификатор — комплексное веще; ство латекс-лигносул ьфо н ат. в соотношении ный раствор соли поливалентного металла (сульфат алюминия, сульфат железа, четыреххлористый титан, нитрат хрома) 4-8, вода 15-30. Пластификация (модификация) карбамидных олигомеров с латексно-лигносульфонатными комплексными добавками сопровождается уменьшением количества низких фракций, сокращением количества метилольных групп и увеличением частоты сшивки макромолекул в процессе отверждения. Уменьшение количества относительно ниэкомолекулярных фракций приводит к улучшению степени структурования смол и повышению адгеэионной прочности к горным породам и к меньшему выделению формальдегида при отверждении состава. При введении в состав соли поливалентного металла повышается скорость реакции в период смешивания смолы с отвердителем, При этом повышается скорость расходования метилольных групп, что приводит к быстрому уменьшению выделяющего формальдегида в связующем. Общий комплекс сил взаимодействия систем приводит к усилению адгеэионной способности состава с поверхностью горных пород. 2 табл, 1:1, отвердитель — 10 -ный раствор соли . с поливалентного металла (сульфата алюминия, сульфата железа, четыреххлористого титана, нитрата хрома), воду при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

1681011

15-30

Таблндз i

5-8 иас.ч, 1ОХ-ный раствор сульфата алюминия

20 25 30 50

О 5 10 15

Количество плзстнфинаторв

3,40 4,27 5,20 5,63 6,11 5,03 4,52 1,13

Адгезия при изгибе, ИПа

Количество выделившегося формальдегида прк отверяде» нии, 2

2,61 2,19 1,98 1,73 1,60 0,98 0,75 0,31

5 8 иас.ч.

1СХ-ный раствор хлорного железа

3,34 4,!О 4,8 5,48 5,94 4,70 2,85 1 ° 11

Алгезия при изгибе, ИПа

Количество выделившегося фориальдегида при отверндении, Z

2,40 2 24 l 8 1>61 — 0,95 0>56 0,43

5-8 мас.ч.!

02-ный раствор четырехлорнстого титана

311 369 401 4 52 563 482 3>41 158

Адгезия при изгибе, ИПа

Количество выделившегося формальдегида при отверяденнн, 2,54 2, 13 1,97 1,84 1, 75 1 ° 36 0,96 О, 38 т02-ный раствор сульфата делеза 5 8 иас.ч.

2,90 3 ° 4! 4 05 4, 44 4 93 4, 11 3, 17 1, 13

Адгезкя лри изгибе, ИПа

Количество выделившегося формальдегидг при отверндении, 2

2 ° 35 2 09 1 ° 89 1 75 1 ° 68 1,41 0 88 0 47

5-8 иас.ч.

102-ный раствор нитрата хрома

2,16 3 15 3,92 4,32 4,90 3,12 2,01 1,43

-Адгезня при изгибе, ИПа

Количество выделившегося формальдегида прн отвервдеикн, 7

2,28 2,11 1,95 1,74 1,35 1,07 0,89 0,42 ем количества вводимого пластификатора в состав увеличивается адгеэия составов к породам при изгибе до определенного предела, причем количество введенного пластификатора 15 — 20 мас. ч. наибольшее (табл. 1).

Такое же повышении адгеэии наблюдается и в соотношениях смола — вода 3:1, 4;1 при введении пластификатора от 20 до 25 и от 25 до 30 мас. ч., адгезия состава к породам при изгибе составляет 5,9 — 6,4 и 6 5-6,9

МПа соответственно.

Кроме того, количество выделившегося формальдегида снижается до 0,31-0,42 в зависимости от количества введенного пластификатора.

Такое же снижение количества выделившегося формальдегида при отверждении состава сохраняется и в соотношениях смола — вода 3:1, 4:1 в зависимости от количества введенного пластификатора, т. е.

0,57, 0,72ь соответственно.

Как видно иэ табл. 1 и 2, каталитическая актуальность поливалентных отвердителей снижается по ряду А!2(ЯОа)э, FeCIg, Т!С!4, Рег(304)з, СКМОз)э.

При отверждении состава сульфатом алюминия достигнута наиболее высокая адгезия к породам при изгибе.

На основе результатов исследований можно заключить, что составы имеют повышенную адгеэию к породам в соотношении компонентов, мас. ч,: смола — вода пластификатор

2:1 15:20

5 3:1 20:25

4:1 25:30

R могут быть использованы для упрочнения трещиноватых горных пород кровли и междукамерных целиков.

Формула изобретения

Состав для упрочнения трещиноватых горных пород, включающий карбамидную

15 смолу, отвердитель, пластификатор и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения адгеэионных свойств к горным породам и снижения токсичности, он в качестве пластификатора содержит комплекс20 ное вещество латекс — лигносульфонат в соотношении 1:1, а в качестве отвердителя — 10 -ный раствор соли поливалентного металла при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

25 Карбамидная смола марки КФ-Ж 58-62

Латекс-лигносульфонат в соотношении 1:1

10 $-кый раствор соли

30 поливалентного металла 5 — 8

Вода 15 — 30

1681011

Количеств пластифи« натора

Соотношение компонентов смола вода

Кол

10Х отв

2,95

5 А1 (80,) 6,!2

Ь

1 1!

6,93

0,84

2,78

5,92

4,50

0,69

10

1,98

10

5 FLC1 6,13

2,84

6,68

0,79

5,16

5,85

0,67

4,80

1,80

5,54

0,56 т1С1 5,98

2,67

3 1!

ЭО

0,75

58:20

62:20

58:30

2,35

Э:1

3:1

5,74

2:1

4,0!

1,97

0,96

2:1 = 62:30

4:1 58:15

5 Ге (804)у 5965

11

5,43

2,93

2,66

58:20

62:20

58=30

62:ЗО

58: 15!

Э:1

3:1

5,87

0,55

4,05

2:1

2:!

0,48

4,93

5 Cr(N0

), 5964

6 957

3,05

4:1

0,62

4т! = 62й15

2,67

11

5,01

58:20

3:1

3:1 62:20

0,59

5,75

3,92

58:ЭО

62:30!

2:1

2:1

0,69

2,0!

Редактор 3.Ходакова

Заказ 3298 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производ:твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

4:! = 58:15

4:1 = 62:15

3:1 = 62:20

3:! = 62:20

2:1 = 58:30

2:! = 62:30

4:1 = 58:15

4:1 = 62:15

3:1 = 58:20

3:1 = 62:20

2:1 = 58>30

2:1 = 62:30

4:1 = 58:15

4:1 = 62:15

Составитель Л,Березкина

Техред ММоргентал Корректор M.Êó÷eðÿâàÿ