Композиция для укрепления неустойчивых горных пород

Изобретение относится к композиции для укрепления неустойчивых горных пород и может быть использовано в гидротехническом строительстве для повышения несущей способности кровли на Шахтах и тоннелях.Известен состав для создания укрепляющих покрытий, включающий карбамидную смолу, отвердитель и соляной штив (А.Б.Кондратов, Б.Н.Толмашев и др. Инъекционная технология ликвидации рассолопритоков в калийных рудниках,шахтное строительство, ЪГ 92 1988, ст.26).Однако гели такого раствора дают усадку от 3,12 до 8,12. Предел прочности и адгезия состава низкая, т.е. ош-10591193,7 па адгезия С-10-5 3,18-352 па.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является композиция для тампонирования скважин, включающая карбамидную смолу, нитрит натрия, отвердитель, поверхностное активное вещество и воду. (Авторское свидетельство СССР Л 91539302 кл. Е 21 В 33/ 138, 1991 г.).Недостатком такого состава является низкая кратность вспенивания от 2,3 до 4,6, из-за чего состав становится слишком хрупким, что снижает его сцепление с породой и прочность (прочность на сжатие 0,6-1,7 МПа).При применении в качестве вспенивающего агента нитрата натрия в рудничную атмосферу выделяется токсичный, оказывающий вредное воздействие на дыхательные органы человека ЫО по реакцииПрименяемый в качестве отвердителя солянокислый анилин отличается канцерогенными свойствами.Целью изобретения является повышение прочности и устранение усадки.Поставленная цель достигается тем, что композиция для тампонирования скважин, включающая карбамидную смолу, отвердитель, пластификатор, поверхностно-активное вещество, и воду, согласно изобретению дополнительно содержит вспениватель, в качестве которого использован 50 раствор соды, а в качестве пластификатора, поверхностного активного вещества и отвердителя использована олигомерная кислота ДФ-82 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.Карбамидная смола марки КФ-ж 62-683 50-ный раствор соды 5-10 олигомерная кислота ДФ-82 в соотношении кислота вода 1 4 25-30Для целенаправленного изменения свойств композиции на основе КФ-Ж используют отверждающие агенты ДФ-82.Отходы производства ДФ-82 (0-4,0-5) представляют собой олигомерную кислоту на основе сульфокислот углеродных и гетероциклических соединений, жидкости коричневого цвета не. токсичные. Содержание несульфированных компонентов 25-45.Наличие сульфогруппы в составе олигомерной кислоты ДФ-82 обуславливает ее поверхностные активные свойства и способствуют равномерному распределению составляющих компонентов между собой и улучшению смачиваемости с породными и рудными поверхностями.Основные характеристики олигомерной кислотымассовая доля сухого остатка, 60-80 массовая доля оли.гомера, 35 кислотное число, мг кон/г 160-350 вязкость по В 3-4 при 21 С 14-15 РН раствора в соотношении 14 1,8-2,5ДФ-82 сохраняет свои свойства достаточно длительное время.При изучении влияния природы отверждающего агента типа ДФ-82 на свойства карбамидных олигомеров использовали смолы марки КФ-Ж со сроком хранения 3 мес. со дня изготовления, РН 79.Вспенивающим агентом служил 50-ный раствор соды, отвердитель - олигомерная кислота ДФ-82, в соотношении олигомер-вода 11.Ниже приведены конкретные примеры выполнения изобретения в соответствии со средними значениями содержания компонентов.Пример 1. К 65 г карбамидной смолы добавляют 75 г 50-ного растворасоды, перемешивают и добавляют 27,5 г. раствора олигомерной кислоты в соот ношении олигомертвода 14, тщательно перемешивают, через 25-30 с. после до бавления олигомерной КИСЛОТЫ начинается ВСПСНИВЗНИС И заканчивается через 3-4мин. При этом происходит взаимодействие соды с определенным количествомкислоты и выделяется СОд. В результате наблюдается вспенивание и расширениесостава по объему. Увеличение объема вспененного состава оценивалось коэффи циентом расширения Кгде Уо - объем композиции до вспенивания, У - объем композиции после вспенивания, . Пример 2. К 62 г карбамидной смолы добавляют 5 г 50-ного раствора соды, перемешивают и добавляют 25 г раствора олигомерной кислоты в соотношенииолигомер 3 вода 14, тщательно перемешивают, через 25-30 с после добавления олигомерной кислоты начинается вспенивание и заканчивается через 2-3 мин.Пример 3. К 68 г карбамидной смолы добавляют 10 г 50-ного раствора соды,перемешивают и добавляют 30 г раствора олигомерной кислоты, в соотношении олигомер ъвода 14, тщательно перемешивают, через 25-300 после добавления олигомерной кислоты начинается вспенивание и заканчивается через 4-5 мин.Изменение-а объемов вспененных составов регистрировали использование мерных цилиндров с ценой деления 0,1 мм.При увеличении количества раствора ыщсоз в композиции выше верхнего предела повышается кратность вспенивания, с чем связано снижение прочности образцов и замедляется процесс отверждения. При уменьшении количества раствора соды ниже нижнего предела кратность вспенивания снижается, с чем связано увеличение расхода смолы.Часть олигомерных отвердителей, оставшихся после реакции с содой, сшивают цепи карбамидного олигомерщч и появляются пространственные сетки.Промышленное осуществление возможно с помощью простой установки, состоящей из двух емкостей. Большую заполняют смолой, добавляют раствор соды и перемешивают. В малой подготавливают олигомерный отвердитель и воду при соотношении 14. После того, содержимое двух емкостей перемешивают и с помощью высоко-напорного насоса перекачивают в породный массив.Композиция имеет широкий диапазон времени потери текучести от 46 до 103 мин.В таблице 1, приведены примеры количественного соотношения компонен ТОВ КОМПОЗИЦИИ С ГРЗНИЧНЬПМИ ЗНЗЧСНИЯМИ.Такое соотношение компонентов обеспечивают последовательное окончание процесса вспенивания, а затем отверждения.Прочность образцов на сжатие и на изгиб в зависимости от количества вводимого отверждающего агента ДФ-82 испытывали на прессе ЦД- 10.Результаты испытаний образцов с предлагаемыми и известными составами приведены в таблице М 92.Характеристика образцов со средними значениями содержания компонентов