Саморасширяющаяся инъекционная смесь для химического анкерования горного массива

 

Изобретение относится к горной промети и предназначено для упрочнения массива . Цель изобретения - снижение усадочных явлений, токсичности, повышение адгезионной прочности. Для этого саморасширяющаяся инфекционная смесь для химического анкерования горного массива содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.%: карбамидоформальдегиднаясмола 66,36-69,30; кальцинированная сода 0,66- 0,69; концентраты сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ) 6,93-26.55; ортофосфорная кислота (/э 1,69 г/см3) 3.29-3.44; вода 3,14- 19,64. Концентраты СДБ являются отходами целлюлозно-бумажной пром-сти. Вспенивание системы осуществляется углекислым газом , образующимся при взаимодействии кальцинированной соды с ортофосфорной кислотой. Последняя одновременно выполняет отверждающую функцию. Компонент СДБ является модификатором и способствует увеличению адгезии композиции в породе , прочности пенопласта, снижению усадки и выделения формальдегида из пенопласта . 1 табл. ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Е 21 0 20/00, 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4619672/03 (22) 13.12,88 (46) 15.06,91. Бюл. N 22 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт и Институт органического синтеза и углехимии АН КазССР (72) В.В.Деобальд, А.М.Мусин, М.М.Ямпольский, Л.А.Кричевский. З.Г.Аккулова, Г.Н.Ан, Л.M.Êèì, Т.К.Сакипов и И.М.Зубарев (53) 622.284,9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР (Ф 933672, кл. С 08 J 9/30,1983, Авторское свидетельство ЧССР

М 230490, кл. С 08 О 61/24, 1974. (54) САМОРАСШИРЯЮЩАЯСЯ ИНЪЕКЦИОННАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО АНКЕРОВАНИЯ ГОРНОГО МАССИВА (57) Изобретение относится к горной промсти и предназначено для упрочнения массива. Цель изобретения — снижение усадочных явлений, токсичности, повышение адгезиИзобретение относится к горной промышленности, а именно к составам, применяемым для уплотнения пор и трещин с целью упрочнения массива, а также для заполнения куполов, возведения изолирующих перегородок.

Цель изобретения — снижение усадочных явлений, токсичности, повышение адгезионной прочности, Саморасширяющаяся инъекционная смесь, состоящая иэ. карбамидоформальдегидной смолы, соли угольной кислоты, отвердителя сил ьнокислотного типа, содержит также концентраты сульфитнодрожжевой бражки (СДБ) и имеет двухкомпонентный состав, мас. :

Компонент А

5U 1656132 А1 анной прочности. Для этого саморасширяющаяся ийьекционная смесь для химического анкерования горного массива содержит следующие компоненты при их соотношении, мас., .: карбамидоформальдегидная смола

66,36 — 69,30; кальцинированная сода 0,66—

0,69; концентраты сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ) 6,93 — 26.55; ортофосфорная кислота(р- 1,69 г/смэ) 3,29 — 3,44; вода 3,14—

19,64. Концентраты СДБ являются отходами целлюлозно-бумажной пром-сти. Вспенивание системы осуществляется углекислым газам, образующимся при взаимодействии кальцинированной соды с ортофосфорной кислотой. Последняя одновременно выполняет отверждающую функцию. Компонент

СДБ является модификатором и способствует увеличению адгеэии композиции в породе, прочности пенопласта, снижению усадки и выделения формальдегида иэ пенопласта. 1 табл.

Карбамидоформальдегидная смола 66,39 — 69,30

Кальцинированная сода 0,66 — 0,69

Компонент Б

Концентраты сульфитно-дрожжевой бражки . 6,93 — 26,55

Ортофосфорная кислота 3,29-3,44

Вода 3,14-19,64.

Применяемые в инъекционной смеси концентраты сульфитно-дрожжевой бражки являются отходами целлюлозно-бумажной промышленности и содержат кальциевые, натриевые и аммониевые соли (или их смеси) лигносульфоновых кислот, образующиеся при сульфитной варке целлюлозы.

Вспенивание системы осуществляется углекислым газом, образующимся при взаимодействии кальцинированной соды е ортофосфорной кислотой. Ортофосфорная кислота одновременно выполняет отверждающую функцию.

Сульфитно-дрожжевая бражка является модификатором многофункционального назначения. Она способствует увеличению адгезии композиции к породе, прочности пенопласта, снижению усадки и выделения формальдегида из пенопласта. Модифицирующее влияние связано с наличием в ее составе сульфитных групп и гваяцилпропановых структурных звеньев, которые, взаимодействуя с метильными группами карбамидной смолы, образуют более плотную и прочную пространственную структуру при взаимодействии с выделяющимся в процессе отверждения формальдегидом, снижают токсичность пенопласта, Дополнительные функциональные группы в модифицированной смеси обеспечивают повышенную адгезию к породе.

Технология приготовления смесей для получения пенопласта включает раздельное приготовление компонентов А и Б и смешивание их. Это позволяет получить пониженное выделение формальдегида из полимера и улучшение других показателей по сравнению с той же смесью, но без предварительного приготовления KQMfloHGHTGB.

Двухкомпонентность состава смеси также обьясняется применением специального нагнетательного оборудования для химического укрепления горных пород с раздельной подачей компонентов и объемным соотношением

2:1 (смола:отвердитель) или использованием специальных ампул для ампульного химического анкерования.

Компонент А готовят смешиванием карбамидной смолы с порофором — кальцинированной содой ° компонент Б смешивание модификатора СДБ с отвердителем — фосфорной кислотой и водой. Пенопласт получают при добавлении компонента Б к компоненту А при скорости вращения мешалки 500-700 об/мин в течение 15 с. Время подьема пены 20 — 50 с. Кратность вспенивания 2.

П р им е р 1. В 69,3 мас.% карбамидоформальдегидной смолы (КФС) при перемешивании добавляют 0,69 мас. кальцинированной соды. В полученную композицию (компонент А) при интенсив ном перемешивании добавляют 6,93 мас.% концентрата сул ьфитно-дрожжевой бражки (СДБ), смешанного с 3,44 мас.% ортофосфорной кислоты и 19,64 мас.% воды (компонент Б).

50 мас.% СДБ, смешанной с 3,39 мас.% ортофосфорной кислоты и 13,97 мас. воды ( компонент Б).

Пример 3. 3 67 31 мас % КФС при перемешивании добавляют 0,67 мас.% кальцинированной соды. В полученную композицию (компонент А) при интенсивном перемешивании добавляют 20,-20 мас.% СДБ, смешанного с 3,34 мас.% ортофосфорной кислоты и 8,48 мас. воды (компонент Б).

Пример 4. В 66,36 мас. КСФ при перемешивании добавляю 0,66 мас. кальцинированной соды, В полученную композицию (компонент А) при интенсивном перемешивании добавляют 26,55 мас.% СДБ, смешанной с 3,29 мас.% ортофосфорной кислоты и 3,14 мас, воды (компонент Б).

Массовое соотношение ингредиентов указанной саморасширяющейся инъекцианной смеси обусловлено следующими причинами. Взятое количество карбамидоформальдегидной смолы соответствует параметрам нагнетательного оборудования, применяемого в угольных шахтах для химического укрепления массива с раздельной подачей двух компонентов, при объемном соотношении 2:1 (смола:отвердитель). Количество кальцинированной соды соответствует оптимальной кратности вспенивания с учетом прочности получаемой пены и цели применения. Уменьшение этого количества против указанного приводит к заметному уменьшению объема системы, что не соответствует цели применения, а увеличение ведет к снижению прочности получаемого продукта вследствие высокой кратности аспенивания. Взятое количество ортофосфорной кислоты обеспечивает заданное время гелеобразования смеси (3 — 5 мин) и полноту взаимодействия с кальцинированной содой, Данное количество концентратов сульфитно-дрожжевой бражки обеспечивает сниженную усадку и токсичность, повышенную прочность конечного продукта и соответствует параметрам нагнетательного оборудования и емкости ампул для химического анкерования массива.

Характеристики саморасширяющейся инъекционной смеси приведены в таблице.

Предлагаемая инъекционная смесь имеет высокую адгезионную прочность, пониженное выделение формальдегида и уменьшенную усадку по сравнению с извеПример 2. B 68,3 мас.% КФС при перемешивании добавляют 0,68 мас.% кальцинированной соды. В полученную композицию (компонент А) при интенсив5 ном перемешивании добавляют 13,66

1656132

Саморасширяющаяся инъекционная смесь для химического анкерования горного массива, включающая карбамидоформальдегидную смолу, соль угольной кислоты, отвердитель сильнокислотного типа и воду, отличающаяся тем, что, с

3,29 — 3,44

3,14-19,64

Составитель А.Березкина

Редактор И.Касарда Техред М.Моргентал Корректор М.Пожо

Заказ 2036 Тираж 301 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 стными. Снижение содержания СДБ в смеси до 3,5 мас.$ $ приводит к незначительным изменениям (выделение формальдегида, усадка, прочность), Повышение содержания СДБ в смеси до 29,44 мас.ф, способствует дальнейшему снижению выделения формальдегида, однако при этом возрастает (по сравнению с предельными значениями — 26,55 мас. ь) усадка и снижается адгезионная прочность.

Формула изобретения целью снижения усадочных явлений, токсичности и повышения адгезионной прочности, смесь дополнительно содержит соду кальцинированную и концентраты сульфит5 но-дрожжевой бражки, а в качестве отвердителя — ортофосфорную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас. :

Карбамидоформальдегидная

10 смола 66,36-69.30

Кальцинированная сода 0,66-0.69

Концентраты сульфитно-дрожжевой бражки 6,93-26,55

О ртофосфорная

15 кислота (р= 1,69 г/см )

Вода