Способ приготовления скрепляющего состава

 

Изобретение относится к горной промышленности , а именно к способам приготовления магнезиального скрепляющего составэ, предназначенного для упрочнения неустойчивых горных пород при ведении очистных и подготовительных работ. Цель изобретения - повышение адгезионной прочности скрепляющего состава. Для этого процесс перемешивания магнезитового порошка с водным раствором хлорида магния осуществляют в турбулентном режиме с коэффициентом мощности перемешивания, равным 0,26 - 0,30. Длительность процесса соответствует времени начала повышения вязкости состава. При такой продолжительности перемешивания с указанным коэффициентом мощности состав обладает максимальной адгезионной прочностью к породе после затвердевания и наиболее высокой устойчивостью против седиментации при приготовлении. 2 табл. ™ Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК (н)э Е 21 В ЗЗ/138

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗО6РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4633031/03 (22) 21.11.88 (46) 15.04.91, Бюл. Ь& 14 (71) Донецкий научно-исследовательский угольный институт (72) С.П.Морозов, Г.Л,Зорин, О,M.Ñèâîëoá, Ю.Н.Цедрик и Л.В,Горр (53) 622.284.9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 641068, кл, Е 21 В 21/00, 1979.

Порошок магнезитовый каустический.

ГОСТ 1216 — 75, М,; изд, стандартов, 1978, с. 10, (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СКРЕПЛЯЮЩЕГО СОСТАВА (57) Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам приготовления магнезиального скрепляющего

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам приготовления магнеэиального скрепляющего состава, предназначенного для упрочнения неустойчивых горных пород при ведении очистных и подготовительных работ.

Цель изобретения — повышение адгезионной прочности скрепляющего состава.

Поставленная цель достигается тем, что процесс перемешивания магнезитового порошка с водным раствором хлорида магния осуществляют в турбулентном режиме с коэффициентом мощности перемешивания равном 0,26 — 0,3 при длительности процесса, соответствующей времени начала ïîâûшения вязкости исходного состава.

При затворении магнезитового порошка водным раствором хлорида магния происходит интенсивная гидротация.

Связующее представляет собой смесь жид,, ЯХ„„1641981 А1 состава, предназначенного для упрочнения неустойчивых горных пород при ведении очистных и подготовительных работ. Цель изобретения — повышение адгеэионной прочности скрепляющего состава. Для этого процесс перемешивания магнезитового порошка с водным раствором хлорида магния осуществляют в турбулентном режиме с коэффициентом мощности перемешивания, равным 0,26 — 0,30. Длительность процесса соответствует времени начала повышения вязкости состава. При такой продолжительности перемешивания с указанным коэффициентом мощности состав обладает максимальной адгезионной прочностью к породе после эатвердевания и наиболее высокой устойчивостью против седиментации при приготовлении, 2 табл. кости с твердыми частицами, склонными к седиментации, При постоянном перемешивании смеси происходит коагуляция образующихся коллоидных частиц. Приложение активирующих воздействий вращением мешалки растворосмеситель ускоряет коагуляцию частиц и предопределяет дальнейшее структурообразование и физико-механические свойства связующего, Для установления оптимального режима перемешивания различных марок магнезитового порошка выполнена серия исследований. Исследовались составы растворов на основе магнеэитовых порошков

ПМК-75 и ПМК-83, при соотношении компонентов, $, по массе 50:30:20 (ПМК; хлорид магния: вода).

Плотность раствора данного составар=

=1,9 xlO кг/м, его динамическая вязкость в начальный период перемешивания,и= 0,07 Па с.

1641981

Таблиыа1

Результаты исследования магнезиального состава на основе магнеэитового порошка ПМК-75 ть рас ,Пас

0,07

0,06

0,05

0,06

0,08

0,012

0,07

0,05

0,04

0,06

0,08

Конструкция растворосмесителя позволяла изменять скорость вращения мешалки от1до20с

Главным критерием влияния режима перемешивания состава на его качество принята адгезионная прочность затвердевшего материала через 3 сут хранения при испытаниях на отрыв склеенных образцов горной породы (песчаного сланца).

Известно, что в аппаратах (растворителях) любого объема в зависимости от частоты вращения мешалки имеют место различные гидродинамические режимы движения жидкости, которые могут быть охарактеризованы коэффициентом мощности Км

К1ч-4f К1, где Eм — коэффициент сопротивления мешалки для трехлопастной мешалки при соотношении =3-6 fM =0,56; К1

0 ом безразмерный коэффициент; K1 — 0,10 Ч1+

+0,222Ч 1 %+0,125Ч ; V1u% — параметры распределения скорости; %- — 0,5 — 1,25Ч 1, Для определения параметра V1, а следовательно, и Ч 2 используется параметр гидравлического сопротивления

О25 -1.О

Е =у(ем Ем R ч ) где ZM — число мешалок на валу; р параметр высоты;

9 +10;

8Н

В1ч — центробежный критерий Рейнольдса

0 П м

Р1ц—

j4

n — скорость вращения мешалки.

Вычислив Е по приведенному в работе графику, находимЧт1, Примерный расчет К1ч при перемешивании заданного состава скрепляющего раствора в лабораторном растворосмесителе со скоростью вращения мешалки 750 мин (12,5 c ); (1) Я!ч = n d,,. 1,9 10э 12,5 0,052

/ 00,07 (2)Р= — — + 1,G =--: - 1 + 1,0 = 6,87;

8H „ Б 911

" — 1О (3) Е = р(см Ум Rlq )

= 6,87 (0,56.1. (8,5.10 )о 2 " ) — 1,0 = 2,3;

4) По функции Е = f(V1 находим = V1 = 1,4;

5) Ч = — 0,5 1,25V1 = — 0,5 — 1,25 1,4= — 2,25;

6) К1 = 0,1 Чл 0,222 % %+ 0,125 Ч1 =

=0,1(1 4) +0,222 1,4(— 2,5)+0,125(— 2,25) =0,130;

7) KN = 4 E м К1 = 4 0,56 0,13 = 0,291.

Реэультаты исследований и расчетов сведены в табл, 1 и 2, Анализ результатов исследований показывает, что оптимальная продолжительность перемешивания магнезиальных связующих определяется временем начала повышения их вязкости.

При такой продолжительности переме-, шивания с коэффициентом мощности 0,26—

0,30 состав обладает максимальной адгезионной прочностью K породе при эатвердевании и наиболее высокой устойчивостью против седиментации при приготовлении, Формула изобретения

Способ приготовления скрепляющего состава, включающий смешивание магнезитового каустического порошка с водным раствором хлорида магния, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения адгеэионной прочности скрегляющего состава, процесс перемешивания осуществляют в турбулентном режиме с коэффициентом мощности перемешивания, равным 0,26 — 0,30, при этом перемешивание осуществляют до начала повышения вязкости состава.

1641981 Продолжение табл. 1

Адгезия к горной породе через 3 сут вы е жки, МПа

Скорость вращес-1 ния мешалки, Вязкость раствора,Па с

Время перемешивания состава, мин

Коэффиц. мощности перемешивания, К

Таблица2

Результаты исследований магнезиального состава на основе магнезиального порошка

ПМК -83

О

О

4

О

О

8,3

1 1.3

11,3 l 1,3

11,3

11,3

11,3

12,5

12,5

12,5

12,5

12,5

12,5

16,0

16,0

16,0

16,0

16,0

16,0

18,3

18,3

18,3

18,3

18,3

18,3

20,0

20,0

20,0

20,0

20,0

20,0

0,327

0,30

0,30

0,30

О,ЗО

0.3О

0,30

0,290

0,290

0,290

0,290

0,290

0,290

0,26

0,26

0,26

0,26

0,26

0,26

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,24

0,24

0,24

0,24

0,24

0.24

0,10

0,07

0,06

0,05

0,06

0,09

0.16

0,07

0.06

0,05

0,06

0,10

0.20

0,07

0,06

0,05

0,06

0,15

0,18

0,07

0,06

0,06

0,07

0,10

0,15

0,07

0,06

0,05

0,08

0,09

0,10

0,20

0,85

1,70

1,80

1,54

0,20

0,88

1,83

1,94

1,65

0,21

0.83

1,60

1,08

1,50

О;20

0,81

1,59

1,65

1,47

0,20

0,80

1,55

1,65

1,42

1,42

1641981

П о ол ение табл.2

Время перемешивания состава, мин

Скорость враще- Коэф. мощности Вязкость раствония мевалки,с перемешивания,К ра, Па с

Адгезия к горной породе через 3 сут вы е жки, МПа

Составитель Л.Березкина

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор Н. Король

Редактор А.Долинич

Заказ 1130 Тираж 368 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

О

t5

О

4

4

t6

4

4

1,0

1,0

1,0

1,6

1,0

8,3

8,3

8,3

8,3

8,3

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1 1,3

1 1,3

1 1,3

1 1,3

1 1,3

16,0

16,0

16,0

16,0

16,0

18,3

18,3

18,3

18,3

18,3

20,0

20,0

20,0

20,0

20,0

0,414

0.414

0,414

0,414

0,414

0,327

0,327

0,327

0;327

0,327

0,315

0,315

0,315

0,315

0,315

0,30

0,30

0,30

0,30

0,30

0,26

0,26

0,26

0,26

0,26

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,24

0,24

0,24

0,24

0,24

0,04

6,07

0,08

0,10

1,80

0,07

0,05

0,05

0,04

0,07

0,09

0,0»

0,06

0,06

0,08

0,09

0,07

0,06

0,05

0,06

0,08

0,01

0,06

0,06

0,07

2,00

0,01

0,06

0,06

0,08

0,12

0,07

0,06 . 0,05

0,07

0,09

0.40

1,10

1,00

0,80

0,40

0,30

1,20

1,80 t,95

t,20

0,21

0,82

1,93

1,14

0,31

1,30

2,00

1,86

0.35

1,66

2,32

2,15

0,32

1,65

2,30

2,12

0,30

1,62

2,15

2,07