FR2509785A1 - Consolidating walls of mine galleries - by simultaneous spraying with phenolic resin and chopped glass fibres using multicompartment spray gun - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne le domaine des mines, en particulier du soutènement de galerie, et a pour objet un procédé de soutènement par projection d'un revêtement phénolique. The present invention relates to the field of mines, in particular gallery support, and relates to a support process by projection of a phenolic coating.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, et les résines utilisées. The invention also relates to a device for implementing this method, and the resins used.
Actuellement, le creusement d'une galerie de mine est généralement effectué par deux équipes distinctes, à savoir une équipe de front et une équipe en retrait, dont la première réalise le forage des trous de tir, l'introduction de l'explosif et le tir et le soutènement de la couronne par des cadres, ou par boulonnage, ainsi que le chargement et le dégagement des roches, tandis que la seconde équipe réalise un cadrage ou boisage définitif sur deux à trois mètres. Currently, the digging of a mine gallery is generally carried out by two separate teams, namely a front team and a withdrawing team, the first of which carries out the drilling of shooting holes, the introduction of the explosive and the shooting and support of the crown by frames, or by bolting, as well as the loading and the release of the rocks, while the second team realizes a framing or definitive timbering on two to three meters.
Ce procédé connu est cependant onéreux en matériel et en main d'oeuvre, du fait que l'équipe de front doit construire un soutènement immédiatement après le tir, de sorte que l'avancement est retardé d'autant. Le même problème existe, lorsque 11abattage traditionnel à l'explosif est r-emplacé par l'utilisation de haveuses. This known process is however expensive in material and in manpower, because the front team must build a support immediately after the shooting, so that the advancement is delayed by as much. The same problem exists when traditional blasting is replaced by the use of cutters.
Diverses méthodes de projection de matériaux pour le renforcement du toit et pour éviter l'étayage ont également été utilisées. A cet effet, les matériaux à projeter utilisés étaient des résines chargées et armées du type polyuréthane, polyesters, amines, époxy, ou des liants minéraux tels que les bétons, des liants magnésiens, ou des kaolins. Various methods of projecting materials to reinforce the roof and to avoid shoring have also been used. For this purpose, the spraying materials used were filled and reinforced resins of the polyurethane type, polyesters, amines, epoxy, or mineral binders such as concretes, magnesium binders, or kaolins.
Cependant, ces projections ne donnent des résultats valables qu'au jour et sont souvent difficilement utilisables au fond où les parements sont souvent humides et poussiéreux. However, these projections only give valid results during the day and are often difficult to use at the bottom where the facing is often wet and dusty.
En outre, certains de ces revêtements sont inflammables et d'autres présentent des temps de prise très longs.In addition, some of these coatings are flammable and others have very long set times.
La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. The present invention aims to overcome these drawbacks.
Elle a, en effet, pour objet un procédé de soutènement de galeries de mines, caractérisé en ce qu'il consiste à projeter simultanément une résine phénolique poly-condensable, telle qu'une résine du type résol mélangée à un catalyseur, chargée ou non de minéraux inertes, tels que des kaolins, et des fibres de verre directement sur les parois ou sur une toile ou un grillage fixés préalablement sur lesdites parois, au moyen d'un dispositif de projection à mélangeur intégré muni d'un coupe-fibres. Its object is in fact a process for supporting mine galleries, characterized in that it consists in simultaneously spraying a polycondensable phenolic resin, such as a resin of the resol type mixed with a catalyst, charged or not inert minerals, such as kaolins, and glass fibers directly on the walls or on a canvas or mesh previously fixed on said walls, by means of a projection device with integrated mixer provided with a fiber cutter.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par un réservoir mélangeur pour la résine chargée ou non, muni d'un agitateur par un réservoir de produit catalyseur, par une ou plusieurs pompes de transfert de la résine chargée ou non et du catalyseur entrainées par-un moteur pneumatique, hydraulique ou électrique" par une pompe haute pression de rinçage à l'eau reliée à une alimentation en eau, et par un ensemble de projection comportant une chambre de mélange de catalyseur et de résine chargée ou non et une pistolet de projection équipé d'un coupe-fibres, cet ensemble commandant la mise en marche du dispositif et le rinçage. The invention also relates to a device for carrying out the process, characterized in that it essentially consists of a mixing tank for the loaded or unloaded resin, provided with an agitator by a tank of catalyst product, by one or more pumps for transferring the charged resin or not and the catalyst driven by a pneumatic, hydraulic or electric motor "by a high pressure water rinsing pump connected to a water supply, and by a projection assembly comprising a catalyst and resin mixture chamber charged or not, and a spray gun equipped with a fiber cutter, this assembly controlling the starting of the device and the rinsing.
L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence au dessin schématique annexe, dont la figure unique est un schéma du dispositif de projection conforme à l'invention. The invention will be better understood thanks to the description below, which relates to a preferred embodiment, given by way of nonlimiting example, and explained with reference to the appended schematic drawing, the single figure of which is a diagram of the projection device according to the invention.
Le procédé de soutènement de galeries de mines consiste à projeter, au moyen du dispositif représente au dessin annexé, simultanément, une résine phénolique polycondensable, mélangée à un catalyseur, chargée ou non de minéraux inertes, et des fibres de verre directement sur les parois ou sur une toile ou un grillage fixés préalablement sur lesdites parois. The process of supporting mine galleries consists in projecting, by means of the device shown in the appended drawing, simultaneously, a polycondensable phenolic resin, mixed with a catalyst, loaded or not with inert minerals, and glass fibers directly on the walls or on a canvas or mesh previously fixed on said walls.
La projection de la résine et des fibres de verre peut être effectuée sur plusieurs couches dans le cas ou des caractéristiques mécaniques plus élevées sont recherchées. The projection of the resin and the glass fibers can be carried out on several layers in the case where higher mechanical characteristics are sought.
La résine projetée sur les parois pénètre dans toutes les fissures et dans les interstices des roches en liant les matériaux entre eux, et forme avec le reste de 1 enveloppe une structure très rigide permettant un soutènement provisoire jusqu'au montage des cadres, ou même un soutènement définitif si l'armature de fibres de verre et/ou la toile ou grillage supplémentaire sont prévus en conséquence. The resin sprayed on the walls penetrates into all the cracks and in the interstices of the rocks by binding the materials together, and forms with the rest of the 1 envelope a very rigid structure allowing temporary support until the mounting of the frames, or even a final support if the glass fiber reinforcement and / or the canvas or additional mesh are provided accordingly.
En outre, la structure obtenue est imperméable-aux gaz et à l'eau, de sorte que l'application du procédé est parti culièrement intéressante dans les mines de charbon et d'uranium.In addition, the structure obtained is impermeable to gases and to water, so that the application of the process is particularly advantageous in the coal and uranium mines.
La mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus s'effectue au moyen d'un dispositif de projection constitué par un réservoir mélangeur 1 pour la résine chargée ou non muni d'un agitateur 2, par un réservoir 3 de produit catalyseur, par des pompes 4 de transfert de la résine chargée ou non et du catalyseur entraînées par un moteur 5 pneumatique, hydraulique, ou électrique, par une pompe haute pression 6 de rinçage à l'eau reliée à une alimentation en eau 7, et par un ensemble de projection 8 comprenant une chambre de mélange 9 pour le catalyseur et la résine chargée ou non, et un pistolet de projection 10 équipé d'un coupe-fibres. La commande de mise en marche du dispositif ainsi que celle du rinçage sont effectuées au moyen de l'ensemble 8. The implementation of the process described above is carried out by means of a spraying device constituted by a mixing tank 1 for the loaded resin or not provided with an agitator 2, by a tank 3 of catalyst product, by pumps 4 for transferring the loaded or unloaded resin and the catalyst driven by a pneumatic, hydraulic, or electric motor 5, by a high pressure pump 6 for rinsing with water connected to a water supply 7, and by a set of projection 8 comprising a mixing chamber 9 for the catalyst and the resin, loaded or not, and a spray gun 10 equipped with a fiber cutter. The device start-up control as well as that of the rinsing are carried out by means of the assembly 8.
Le dispositif conforme à l'invention est avantageusement manoeuvré par deux opérateurs dont l'un assure l'approvisionnement en matières premières, et l'autre la commande de l'ensemble 8. The device according to the invention is advantageously operated by two operators, one of which ensures the supply of raw materials, and the other of which controls the assembly 8.
Ainsi, un cycle de travail de deux équipes sera décomposé de la manière suivante
- l'équipe de front sera chargée du forage des trous de tir, de l'introduction de l'explosif, du tir, de la projection des résines phénoliques, et du chargement et du dégagement des roches, ce cycle étant continuellement répété, et
- l'équipe en retrait effectuera les cadrages ou boisages définitifs.Thus, a work cycle of two teams will be broken down as follows
- the front team will be responsible for drilling the firing holes, the introduction of the explosive, the firing, the projection of the phenolic resins, and the loading and release of the rocks, this cycle being continuously repeated, and
- the withdrawing team will carry out the final framing or woodwork.
De ce fait, l'équipe de front peut progresser plus rapidement, le cadrage et le boulonnage étant remplacés par une simple projection de résine, deux opérateurs 2 pouvant couvrir une surface de 30 à 80 m2 à l'heure, et l'équipe en retrait peut travailler en toute sécurité à plusieurs dizaines de mètres en arrière de la zone d'abattage. As a result, the front team can progress more quickly, the framing and bolting being replaced by a simple resin spray, two operators 2 can cover an area of 30 to 80 m2 per hour, and the team in withdrawal can work safely several tens of meters behind the slaughter area.
L'invention a également pour objet la résine de projection mise en oeuvre par le procédé décrit ci-dessus, résine caractérisée en ce qu'elle est constituée par un mélange d'une résine formo-phénolique du type résol, et d'un catalyseur sous forme d'un mélange d'acides sulfoniques en solution aqueuse et, de préférence, d'un accélérateur de prise. The subject of the invention is also the spraying resin used by the process described above, resin characterized in that it consists of a mixture of a formo-phenolic resin of the resol type, and of a catalyst. in the form of a mixture of sulfonic acids in aqueous solution and, preferably, a setting accelerator.
Cette résine présente une adhérence parfaite sur tous les minéraux, les métaux, et le bois, ainsi qu'un temps de prise très court, même en milieu humide. En outre, cette résine est ininflammable après polymérisation et convient donc parfaitement au soutènement de galeries de mines de charbon. This resin has perfect adhesion to all minerals, metals, and wood, as well as a very short setting time, even in a humid environment. In addition, this resin is non-flammable after polymerization and is therefore ideal for supporting coal mine galleries.
Afin de réduire le prix de revient de la résine projetée, sans en altérer les propriétés mécaniques, cette dernière peut être chargée avec des-minéraux inertes tels que des kaolins, des sables, ou des cendres volantes. In order to reduce the cost price of the sprayed resin, without altering its mechanical properties, the latter can be loaded with inert minerals such as kaolins, sands, or fly ash.
A titre d'exemple, la résine de projection présente la composition préférentielle suivante a) Résine : 60 parties en poids de résine formo-phénolique
du type résol
39 parties en poids de charges telles que des
kaolins
1 partie en poids de mouillant b) Catalyseur : 90 parties en poids d'un mélange d'acides
sulfoniques en solution aqueuse
10 parties en poids d'un accélérateur de prise, le mélange étant de quatre volumes de résines pour un volume de catalyseur.By way of example, the spray resin has the following preferred composition a) Resin: 60 parts by weight of formo-phenolic resin
resol type
39 parts by weight of fillers such as
kaolins
1 part by weight of wetting agent b) Catalyst: 90 parts by weight of a mixture of acids
sulfonic in aqueous solution
10 parts by weight of a setting accelerator, the mixture being four volumes of resins for one volume of catalyst.
L'armature projetée utilisée se présente sous forme d'un roving de verre débitant un fil dans le coupe-fibres du pistolet 10. The projected reinforcement used is in the form of a glass roving delivering a wire into the fiber cutter of the gun 10.
Lors de l'application d'un revêtement conformément à l'invention, à une température de 20 C le temps de prise pour la première couche est de 20 minutes et de 10 minutes pour les couches suivantes, ce temps de prise pouvant toutefois varier en fonction de la proportion d'accélérateur ou de catalyseur dans le mélange1 un catalyseur surdosé favorisant une prise rapide, tandis qu'un catalyseur dilué à l'eau a pour conséquence une prise très lente. When applying a coating in accordance with the invention, at a temperature of 20 C the setting time for the first layer is 20 minutes and 10 minutes for the following layers, this setting time can however vary in depending on the proportion of accelerator or catalyst in the mixture1 an overdosed catalyst promoting rapid setting, while a catalyst diluted with water results in very slow setting.
I1 est également possible, en munissant le dispositif d'injection d'une canne d'injection, à la place du pistolet de projection et du coupe-fibres, de traiter un massif disloqué c'est-à-dire fortement fissuré, par injection directe de la résine dans lesdites fissures. It is also possible, by providing the injection device with an injection rod, instead of the spray gun and the fiber cutter, to treat a dislocated, that is to say highly cracked, mass by injection. direct resin in said cracks.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté au dessin annexé. Of course, the invention is not limited to the embodiment described and shown in the accompanying drawing.
Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. Modifications remain possible, in particular from the point of view of the constitution of the various elements, or by substitution of technical equivalents, without thereby departing from the scope of protection of the invention.
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| CN102161813B (en) * | 2011-01-14 | 2012-10-24 | 赵建军 | Macromolecular polymer filling/sealing grouting material for underground engineering and construction technique thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2509785B1 (en) | 1984-05-11 |
| ZA82131B (en) | 1983-08-31 |
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