Состав для упрочнения горных пород

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 11644 4(5 в Е 21 Р 21/00 О АНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с ПРОЧНЕН(54) (57)ГОРНЫХформальдежелеза, оповышенияа также зв составцианат прнентов, маМоче висмолаГидрат(14%-нПоли из очевин хлорно с цель состав 24. Р. Змиевская,Попов-Толмачевой Революции и орго Знамени институтСкочинского что, йств ин в од еден полии ошении ком идная90еза полиуретаны,скрепляющихых пород.СССР1978 (прото 2 наствеи горнльство.11/14,5 хлорногой)цианат ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ордена Октябрьскдена Трудового Красногорного дела им. А. А.(56) 1. ТУ-05-221-643-8используемые в качсоставов при укреплени2, Авторское свидет717355, кл. Е 21 Ртип). СОСТАВ ДЛЯПОРОД, включагидную смолу итличающийся теадгезионных саполняемости трдополнительнои следующем соос.%:ноформальдегИзобретение относится к горнодобывающей промышленности а именно к составам для упрочнения горного массива, вмещающего выработки.Известен состав для упрочнения массива неустойчивых пород на основе вспененных полиуретанов, основными компонентами которого являются полиизоцианат и смесь полиэфиров 1.Недостаток известного состава обусловлен дефицитностью и высокой стоимостью исходных компонентов, а также токсичностью, обусловленной . высоким содержанием (до 50 О/о) изоцианата, что вызывает необходимость соблюдения дополнительных мер предосторожности, а также увеличение расходов на проветривание укрепленных горных выработок.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является состав для упрочнения горных пород, включающий мочевино формальдегидную смолу и гидрат хлорного железа 2 .Однако данный состав имеет низкие адгезионные свойства, а также характеризуется недостаточной заполняемостью трещин в породах, вследствие значительной усадки (до 35 О/о) при отверждении.Цель изобретения - повышение адгезионных свойств состава, а также заполняемости трещин в породах.Поставленная цель достигается тем, что в состав, включающиймочевиноформальдегидную смолу и гидрат хлорного железа, дополнительно введен полиизоцианат при следующем соотношении компонентов, мас,Мочевиноформальдегиднаясмола 90 - 95 Гидрат хлорного железа(14%-ный) 2 - 3Полиизоцианат 2 - 8 В табл. 1 приведено несколько предлагаемых составов в сравнении с прототипом.В приведенных в табл. 1 примерах применялись мочевиноформальдегидная смола КФБЖ (ГОСТ 14231 - 78), представляющая собой однородную суспензию белого цвета с плотностью 1,24 г/см с массовыми долями сухого остатка 67 О/о, свободного формальдегида 0,8 О/О и концентрацией ионов рИ=8,0В отвержденном состоянии смола водо- стойка, устойчива по отношению к разбавленным кислотам и щелочам.Отверждение смолы КФБЖ происходит в присутствии веществ, обладающих кислотными свойствами, каковыми является продукт гидролиза хлорного железа.Гидрат хлорного железа 14/о-ный представляет собой водный раствор 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ГеСЬ 6 НО (ГОСТ 4147-65) гидроскопичных красно-бурых кристаллов с т. пл. 37 С, хорошо растворяющихся в воде.Полиизоцианат (ТУ 6 - 03 - 375 - 75) является смесью ди- и полиизоцианатов, основным компонентом которой является 4,4-дифенилметандиизоцианат, и представляет собой темно-коричневую жидкость с плотностью 1,24 г/смСостав для упрочнения горных пород приготавливают следующим образом.Вначале мочевиноформальдегидную смолу модифицируют полиизоцианатом путем тщательного перемешивания в течение 2 - 3 мин в смесителе с машинным приводом до получения однородной массы, а затем в модифицированную смолу при непрерывном перемешивании вводят гидрат хлорного железа, при этом компоненты для приготовления состава берут в соответвии с рецептурой.Адгезионные свойства составов были установлены путем разрушения в испытательной машине У, ДМ,5 скрепленных этими составами полуобразцов изготовленных из горных пород.Увеличение объема вспененного состава оценивалось коэффициентомК= -- )УУогде Уо - объем состава до вспенивания;У - объем состава после окончания вспенивания.Изменение объемов вспененных составов регистрировали с использованием мерных цилиндров с ценой деления 0,1 мл.Введение в состав полиизоцианата, обладающего большим количеством чрезвычайно активных изоцианатных групп с высокой степенью ненасыщенности, приводит к повышению прочности сцепления с породами. Кроме того, при реакциях полиизоцианата с водой, содержащейся в мочевиноформальдегидной смоле, образуется карбаминовая кислота - нестабильный продукт, разлагающийся с выделением двуокиси углерода СО. При выделении в процессе отверждения СО, происходит вспенивание системы, что приводит к увеличению первоначального объема состава. Увеличение объема обеспечивает необходимую заполняемость трещин и увеличивает первоначальную глубину проникновения состава в них, что повышает эффективность укрепления массива горных пород.В табл. 2 приведены сравнительные свойства составов с введением полиизоцианата и без него.Из данных табл, 2 видно, что у всех образцов с полиизоцианатом адгезионная прочность больше в 1,5 - 1,7 раза при увеличении объема на 35 - 80 О/о.1164434 Таблица Состав, мас,Е Предлагаемый Компоненты Прототип 2 3 4 5 6 Мочевиноформальдегидная смола 9592,5 90 98 95 90 Гидрат хлорногожелеза (147-ный) 3 2,52 5 2 2 5 10 Полиизоцианат Таблица 2 ста Яа,4 ,4 ь Л. Березкинерес едактор М. Келемаказ 4169/32В НИИпо113035,Филиал ПП СоставитеТехред И. ВТираж 482Государственелам изобретесква, Ж - ,35,Патент, г. У орректор О. ТигодписноеСССРийд. 4/5роектная, 4 ого комитета ний и о 1 крыт Раушская наб жго род, ул. П