Композиция для тампонажа и глубинного упрочнения углепородных массивов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК ПАТЕНТУ И Комитет Российской Федераци по патентам и товарным знака(71) Институт горного дела имААСкочинского(73) Институт горного дела имААСкочинского(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ТАМПОНАЖА И ГЛУБИННОГО УПРОЧНЕНИЯ УГЛЕПОРОДНЫХМАССИВОВ(57) Использование: состав предназначается дляупрочнения горных пород в угольной промышленов) КЦ п 11 200481 С(51) 5 Е 21 Р 21 00 ности Сущность: для повышения эффективности упрочнения за счет улучшения прочности отвержденного материала при сохранении адгезионных свойств, снижения стоимости вяжущего и утилизации отходов производства, состав, включающий фосфогипсовое вяжущее, пластификатор и воду, в качестве пластификатора содержит лигносульфонат и триполафосфат натрия, причем соотношение компонентов следующее, мас%: фосфогипсовое вяжущее 62 - 78, лигносульфонат 2 - 28, вода 8 - 30, триполифосфат натрия 0 - 0,1.Изобретение относится к горной промышленности, в частности к упрочнению горных пород скрепляющими составами.Применяется состав на основе фосфогипсового вяжущего, отверждаемый водой и включающий в случае необходимости триполифосфат натрия 1).Состав характеризуется высокой .прочностью, нетоксичен, однако имеет невысокое сцепление с породами, хрупок, что во многих случаях приводит к обрушениям породных блоков. Кроме того, состав характеризуется невысокой седиментационной устойчивостью.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является состав для упрочнения горных пород, включающий фосфогипсовое вяжущее, поливинилацетатную дисперсию и воду 2).Композиция имеет хорошие адгезионные свойства, однако содержит в своем составе довольно дорогой и дефицитный компонент - поливинилацетатную дисперсию. Кроме того, прочность отвержденного материала недостаточно высока.Целью изобретения является повышение эффективности упрочнения за счет улучшения прочности отвержденного материала при сохранении адгезионных свойств. снижение стоимости вяжущего и утилизация отходов производства.Поставленная цель достигается тем; что состав, включающий фосфогипсовое вяжущее, пластификатор и воду, дополнительно включает триполифосфат натрия, а в качестве пластифйкатора использован лигносульфонат при следующем соотношении компонентов, мас. ф.Фосфогипсовоевяжущее 62-78Лигносульфонат 2-28 Вода 8-30 Триполифосфатнатрия 0-0,1В табл,1 приведен предлагаемый состав.Лигносульфонат - дешевый отход.деревообрабатывающей промышленности - в настоящее время преимущественно посту-. пающий в отвалы, нетоксичен, не оказывает местного раздражающего и аллергического действия. Представляет собой маслянистую бесцветную жидкость темно-коричневого цвета с содержанием сухого остатка 48,1 ф и плотностью 1,23 гсм .В работе использовались лигносульфонаты Архангельского и Туринского целлюлозно-бумажного комбинатов. Кроме того, испытывались порошкообразные и гранули Фосфогипсовое вяжущее, основу которого составляет гипс СаЯ 042 Н 20, представляет собой белый порошок с большойудельной поверхностью со средней плотно 15 стью в насыпном состоянии 1,18-1,2 г/см,получающийся в результате сушки фосфогипса. Последний является отходом, образующимся при производстве экстракционнойфосфорной кислоты,20 25. тов, прохождения состава по шлангам при 30 35 50 5 10 40 45 рованные лигносульфонаты, предварительно растворенные в воде (50-ной концентрации), Лабораторные исследования показали, что составы, приготовленные с использованием как жидких, так и сухих лигносульфонатов, имеют аналогичные физико-механические характеристики. Поэ-. тому был сделан вывод о возможности использования в данном случае любой марки лигносульфоната. Составы на основе фосфогипса отверждаются довольно быстро (10-30 мин). В ряде случаев требуется большее время жизнеспособности жидкой композиции время требуется для перемешивания компоненнагнетании его в массив, нужен резерв времени на случай непредвиденного отключения электроэнергии и т.д.). Для замедления схватывания в композицию вводится триполифосфат натрия йаБРз 01 о - белый порошок, хорошо растворимый в боде. Исследования показали, что добавление триполифосфата натрия в количестве до 0,1 не влияет на физико-механические характеристики композиции. Поэтому ниже приводятся свойства составов, не содержащих три полифосфат натрия.Состав для упрочнения пород приготавливают следующим образом,В емкость для перемешивания помещают рассчитанные в соответствии с рецептурой количества воды, лигносульфоната, перемешивают 2-3 мин, добавляют в случае необходимости триполифосфат натрия, затем насыпают Фосфогипсовое вяжущее и перемешивают 5-10 мин,Прочность сцепления с породами определялась путем разрушения в испытательной машине скрепленных составами образцов, изготовленных из горных пород двумя способами; путем измерения разрушающего напряжения при отрыве породных образцов с прямоугольным сечением и при изгибе кернов с круглым сечением. Когезионная прочность определялась путем измерения разрушающего напряжения при сжатии образцов в виде кубиков с размером ребра 30 мм. Вязкость определяли с использованием вискозиметра В 3-1.Табл и ца 1 Продолжение табл, 1 Результаты испытаний предлагаемого и известного составов приведены в табл.2Из данных таблицы следует, что когеэионная прочность предлагаемых составов превышает прочность известного, высокие адгезионные свойства сохранены.Оптимальное содержание лигносульфоната нахоДится в пределах 2-28 мас. , при дальнейшем увеличении его количества физико-механические характеристики снижаются (состав 14), при более низком содержании дисперсии адгезия состава к породам недостаточна (состав 11),Оптимальное содержание фосфогипса и воды во многом определяется соотношением в композиции твердой и жидкой фаз, а также физико-механическими свойствами. Так, при содержании фосфогипсового вяжущего более 78 значительно возрастает вязкость (состав 10); при содержании менее 62 физико-механические свойства неудовлетворительны (состав 12), Оптимальное содержаниеводы находится в пределах 8-30 мас. , При меньшем ее содержании (состав 5 13) отверждение неполно, при большем (состав 14) когезионные и адгеэионные характеристики также невысоки,За базовый объект йринимаем составдля упрочнения горных пород, содержащий 10 фосфогипсовое вяжущее, поливинилацетатную дисперсию и воду, применяемый в ПО "Павлоградуголь" (Авторское свидетельство СССР, ЬЬ 1678632,1991).у 15 (56) Заславский И.Ю. и др, Исследованияэффективности инъекционного упрочнения пород в выемочном штреке, по;.держиваемом эа лавой, Уголь Украины. 1988, М 11, с.15-18.20 Авторское свидетельство СССРВ 1678632, кл. Е 21 О 21/00, 1991,2004818 10 Формула иэоОретения 62 -78 2-28 8-30 0-0,1 Составитель О,ЗмиевскаяРедактор ЕдПолионова - Техред М.Моргентал Корректор,Л.ФиФ Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб 415 Заказ 3391 Производственно.издательские камбинат "Патент", г. ужгоред, ув.Гагарина, 101КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ТАМПОНЖКА И ГЛУБИННОГО УПРОЧНЕНИЯ УГЛЕПОРОДНЫХ МАССИВОВ, включающая фосфогипсовое вяжущее. пластификатор и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности упрочнения путем улучшения прочности отвержденного материала при сохранении адгеэионных ,свойств, снижения стоимости вяжущего и утилизации Отходов производства, компо зиция дополнительно включает триполифосфат натрия. а в качестве пластификатора использован лигносульфо нат при следующем соотношении компонентов, мас. :Фосфогипсовое вяжущееЛигносульфонатВода10 Триполифосфат натрия