Состав для упрочнения породного массива горных выработок

Состав для упрочнения породного массива горных выработок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: предлагаемой состав относится к полимерным композициям, применяемым при упрочнении горных выработок и подземных сооружений методом напыления. Сущность изобретения: в жидкое натриевое стекло вводят гидроокись натрия , лапрол 2102 и катализатор УП606/2, а в полиизоцианатолигоэфирактилат МГФ- 9 при следующем соотношении компонентов: натриевое жидкое стекло 50,0, полиизоцианат 50.0, олигозфиракрилат МГФ-9 8,7-21,2, гидроокись натрия 3.6-6,5. лапрол 2102 1,3-2.8, катализатор УП 606/2 0.27-0,31. 2 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19), (11) (я)э Е 21 0 11/38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4847116/03 (22) 29.05.90 (46) 23.09.92, Бюл, М 35 (71) Донецкий научно-исследовательский угольный институт (72) В, В. Ка ра, Ю. Н, Цедрик, Л.В. Горр, И.П,Переверзев. Н.Л.Збанацкая vi P.À.Âåñåловский (56) Заявка ФРГ N 2734691, кл. С 08 G 83/03, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 1307928, кл. Е 21 0 21/00, 1983, (54) СОСТАВ ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ПОРОДНОГО МАССИВА ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Изобретение относится к горному. делу и предназначено для упрочнения породного массива горных выработок методом напыления;

Известны для укрепления породного массива органоминеральные составы, включающие жидкое стекло и полиизоцианат, Эти составы отличаются высокой проникающей способностью, обусловленной низкой величиной межфазного натяжения и применяются для упрочнения грунта (Васильев B.Â. Полимерные композиции в горном деле. — M. Наука, 1986, с,78). . Известен способ получения неорганоорганических пластмасс(НПО) на основе органического компонента — полиизоцианат с содержанием NCO — групп 28 — 337; и . неорганического водного раствора силикатов щелочных металлов с использованием диспергаторов, стабилизаторов и эагустителей.

В результате взаимодействия всех этих компонентов через 1,5 мин образуется твердый (57) Использование: предлагаемый состав относится к полимерным композициям, применяемым при упрочнении горных выработок и подземных сооружений методом напыления. Сущность изобретения: в жидкое натриевое стекло вводят гидроокись натрия, лапрол 2102 и катализатор УП606/2, а в полиизоцианат- олигоэфирактилат МГФ9 при следующем соотношении компонентов: натриевое жидкое стекло 50,0, полиизоцианат 50,0, олигозфиракрилат

МГФ-9 8,7 — 21,2, гидроокись натрия 3,6-6,5, лапрол 2102 1,3-2,8, катализатор УП 606/2

0,27-0,31. 2 табл.

Фс

tw неорганоорганический пенопласт с пределом прочности при сжатии 0,77 — 1,02 МПа.

Пластмассы пригодны для упрочйения пород, воэдухоизоляции (1).

Недостатком данного состава является многокомпонентность и низкая прочность.

Наиболее близким по техническим решениям является состав для закрепления грунтов, включающий жидкое натриевое стекло и отвердитель — полиизоцианат. Реакция между указанными компонентами идет очень медленно. Анализ состава показывает, что при равном объемном вэаимодейст° аюй вии полииэоцианата и натриевого жидкого стекла образуется материал с более высокой прочностью на сжатие — 3,8 МПа f2), Недостатком известных составов для упрочнения пород, принятых за прототип, является длительное время потери текучести и отверждения, незначительная механическая прочность и упругодеформативность.

1763671

Согласно практике применения скрепляющих составов для упрочнения породных массивов (при напылении время потери текучести должно быть не более 15-35 м, прочность отвержденного материала не менее 12,0 МПа, относительная деформация не менее 257; через 1 ч).

Целью изобретения является повышение прочностных и упругодеформируемых характеристик состава.

Поставленная цель достигается тем, что в состав для упрочнения породного массива горных выработок, включающий жидкое натриевое стекло и полиизоцианат, вводятдополнительно активизирующие вещества— олигоэфиракрилат МГФ-9, катализатор

УП606/2, гидроокись натрия и лапрол 2102 при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

Жидкое натриевое стекло 50,0

Полиизоцианат 50,0

Олигоэфиракрилат МГФ вЂ” 9 8,7-21,2

Гидроокись натрия 3,6-6,5

Лапрол 2102 1,3 — 2,8

Катализатор УП 606/2 8,27 — 0,31

Сопоставительный анализ предлагаемого состава с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав отличается от известного введением новых компонентов: гидроокиси натрия (ГОСТ

2263 — 79), лапрола 2102 (ТУ 6 — 05 — 2035-87), катализатора УП 606/2 (ТУ 6 — 09 — 4136 — 75) в натриевое жидкое стекло (ГОСТ 13078-81) и олигоэфиракрилата МГФ-9 (ТУ 6-01 — 450—

76) в полиизоцианат (ГУ 113 — 03 — 29 — 6 — 84) и их весовым отношением, Таким образом, заявляемый состав соответствует критерию новизна

Совокуп ность отл ичител ьн ых признаков, включающая совместнбе применение в определенных весовых соотношениях

МГФ вЂ” 9, гидроокиси натрия, лапрола и УП

606/2, в известных технических решениях ранее не использовалась и приводит к повышению прочностных и упругодеформируемых характеристик состава за короткий промежуток времени, что удовлетворяет критерию "существенных отличий", Органоминеральная композиция отверждается при комнатной температуре в течение суток. При введении олигоэфиракрилата

МГФ-9 характер нарастайия вязкости композиции существенно меняется. Олигоэфиракрилат МГФ вЂ” 9 является в органо-минеральном компоэите межфазным катализатором и катализатором циклотримеризации полиизоцианата. Введение гидроокиси натрия изменяет модуль жидкого стекла. Понижение силикатного модуля жидкого стекла R композите приводит к уве5

10 личению содержания в конечных продуктах триизоциануратов, что способствует повышению прочности при сжатии сформировавшегося материала и вносит существенные поправки и вязкоупругое поведение органо-минерального состава.

Добавка простого олигоэфира-лапрола

2102 повышает модуль упругости положительно сказывается на деформативности и работоспособности скрепляющего состава, а присутствие 0,22 катализатора УП 606/2 приводит к ускорению процесса отверждения, Предлагаемый состав состоит из двух

15 рабочий жидкостей (компонентов). Компонент А содержит жидкое натриевое стекло с гидроокисью натрия, смесь которых приготавливается заранее; лапрол 2102 и катализатор УП 606/2, Компонент Б (изоцианатная

20 часть) включает полиизоцианат и олигоэфиракрилат МГФ-9. Время потери текучести композиции 15 — 35 сек.

В лабораторных условиях установлена оптимальная рецептура предлагаемого со25 става, отвечающая требованиям, предъявляемым к напылительным составам для упрочнения породного массива.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава в лаборатории были подго30 товлены t1 смесей ингредиентов, четыре из которых показали оптимальные результаты.

Варианты предлагаемого состава с различным массовым соотношением ингредиентов и известного состава представлены в

35 табл. 1, Выбор оптимального соотношения KoM" понентов состава основан на результатах прочностных и упругодеформируемых ис. пытаниях отвержденного материала по

40 ГОСТ 4658-82 через 1 и 3 ч (таблица 2).

Приведенные s таблице данные подтверждаются актом испытаний заявляемого состава, предлагаемым к настоящей заявке.

Из данных таблиц следует, что вариан45 ты 6 — 9 предлагаемого состава с граничными значениями гидроокиси натрия 3,6-6,5 мас.ч. и лапрола 2102 — 1,3-2,8 мас,ч, обладают более высокими прочностными и упругодеформируемыми характеристиками

50 отверждаемого материала, что собственно обеспечивает. выполнение требований, предъявляемых к составам для упрочнения породного массива методом напыления: предел прочности при сжатии через 1 ч не

55 менее 12,0 МПа; а относительная деформация не менее 25,0.

Именно совместное введение и данное весовое соотношение этих добавок позволяет получить высокие прочностные и упругодеформируемые характеристики состава.

1763671 В составах вариантов 6-9 через 1 ч предел прочности при сжатии составляет 16,820,7 МПа и относительная деформация

26,2-32,27,. что соответственно в 2,0-1,8 раза превышает данные характеристики составов, не содержащих их, и соответственно в 5,0 и 3,0 раза выше по сравнению с прототипам.

Предлагаемый состав предназначен для упрочнения породных массивов торных выработок угольных шахт. Предлагаемый годовой объем применения 700 т.

Формула изобретения

Состав для упрочнения породного массива горных выработок,.включающий жидТаблица 1

Компоненты

Содериание компонентов в составах, мас.ч.

Прото"

- ---- ----- тип

1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 11

Натриевое андкое стекло

50 50 50 50

50. 50 50 50

50 50 50

50 50 .. 50

50 50 50

50 50 50

50 50

50 50

Полииэоцианат

Олигоэфиракрилат

ИГФ-9

2,3 8,6 8,7

3,0 3,5 3,6

0,6 1,2 1,3

0»,6

3,6 0 1,8 2,3

11,6

4,2

11,6 !7,4 21,2 21;3 22,0

4,2 5,0 6,5 6,6 6,9

1,8 2,3 2,8 2 9 3,5

Гидроокись натрия

Лапрол 2102

Ускоритель полимеризации УП 606/2 ю

0,27 0,27 0,27 0,28 0,28 0,29

0,31 0,29 0,28

0,30 0,30

Таблица 2 ф Э

Предел прочности Относительнак депри сжатии, г1Па фоомацня, е

Прототип

Составы

1ч 3ч предел проч- относител ъности при ная деформасжатии, ИПа ция, Ф

1ч 3ч

36,1

36,7

37,2

37,6

39,2

43,5

45,2

44,9

43,7

39,1

37,4

3,8

10,5

Корректор М. Андрушенка

Редактор

Техред M. Моргентал

Заказ 3439 Тираж 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

2 3

7

10

11 12, 5

10,3

11,0

12,9

14,2

16,8

19,3

20,7

18,9 11,8

10,9

18,5

18,0

20,2

21,3

22,0

22,4

26,8

30,1

25,3

21,3 l9,2

20,0

18,0

18,9

22,4

24,3.

26,2

30,7

32,2

29,5

23,0

21,5 кое натриевое стекло и полиизоцианат, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочностных и упругодеформируемых характеристик состава, он дополни5 тельно содержит активизирующие вещества — олигоэфиракрилат МГФ-9, катализатор УП 606/2, гидроокись натрия и лапрол 2102 при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

10 Жидкое натриевое стекло 50,0

Полиизоцианат 50,0

Олигозфиракрилат МГФ-9 8,7 — 21,2

Гидроокись натрия 3,6-6,5

Лэпрол 2102 1,3 — 2,8

15 Катализатор УП 606-2 0,27 — 0,31.