PL120865B1 - Method of surface hardening and sealing mine excavations,earth cuts and building structureskh vyrabotok,zemljanykh vyemok i stroitel'nykh konstrukcijj - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób powierzchniowego utwardzania i uszczelniania wyrobisk górniczych, wykopów ziemnych oraz konstrukcji budowlanych.Zadaniem uszczelniania wyrobisk górniczych jest niedopuszczenie powietrza wentylacyjnego do calizny, szczególnie do pustek zawalowych, gdzie znajduja sie resztki wegla, zapobieganie przemieszczaniu sie gazów, szczególnie metanu.W dotychczasowym stanie techniki w celu ograniczenia przedostawania sie powietrza wenty¬ lacyjnego do calizny weglowej i pustek zawalowych stosuje sie pokrycia wyrobisk zaprawa cemen¬ towa, gipsowa lub kompozycjami spienionych zywic mocznikowych. Stosuje sie równiez uszczelnienia podsadzki za pomoca budowania w niej zapory z worków napelnionych piaskiem lub pylem kamiennym. Jest to pracochlonny i kosztowny sposób uszczelniania, nie zapewniajacy jednak calkowitej szczelnosci, poniewaz miedzy workami pozostaja duze szczeliny. Znany jest równiez sposób izolowania wybranej przestrzeni przez zbudowanie w chodnikach muru z cegly lub bentonitów na zaprawie cementowej, lub stosowania jako srodka wypelniajacego i uszczelniaja¬ cego gliny, gliny z sola lub szklem wodnym, lateksu, folii plastikowej, zapraw z cementu, wapna i piasku, niektórych silikonów zmieszanych z substancjami pianotwórczymi, pianek poliuretano¬ wych itp. Materialy te nie sa jednak masowo stosowane w przemysle górniczym, przyczyna tego sa ujemne wlasciwosci fizyczne tych materialów a zwlaszcza mala odpornosc na cisnienie górotworu, jak równiez powazna trudnosc poslugiwania sie nimi w podziemiach kopaln.Znany jest sposób uszczelniania wyrobisk górniczych polegajacych na tym, ze na dowolna powierzchnie i material wyrobiska nanosi sie mase uzyskana z ujednorodniania wodnej dyspersji tworzyw sztucznych z mocznikiem i wypelniaczem mineralnym w postaci rozdrobnionej ponizej 2 mm, z tym ze ilosc wodnej dyspersji tworzyw sztucznych nie moze byc mniejsza od 1% w stosunku do rozdrobnionego wypelniacza mineralnego (opis patentowy PRL nr 106263). W budownictwie górniczym i wodnym przy wszelkich pracach ziemnych, drazeniu szybów, uszczelnianiu funda-V 2 120 865 mentów itp. niejednokrotnie zachodzi koniecznosc przeprowadzania zabiegów majacych na celu utwardzanie, uszczelnianie i odwadnianie powierzchni tych budów. Tradycyjnematerialy takie jak cegla, beton, zaprawy cementowe nic zapewniaja odpowiedniej szczelnosci, nie sa tez odporne na agresje siarczanowa, a ich czas wiazania jest dosc dlugi tak. ze nie nadaja sie zupelnie do stosowania w przypadkach awaryjnych.Znane sa sposoby i srodki do zeskalania i uszczelniania gruntów na drodze chemicznej, polegajace na wprowadzaniu do otworów lub pokrywaniu pekniec czy powierzchni zaprawami cementowymi zawierajacymi roztwory silikatowe, bituminy i tym podobne.Z opisu patentowego PRL nr 86068 znany jest srodek sluzacy so zeskalania lub uszczelniania gruntów metoda injekcji, wtlaczania lub powlekania.Inny srodek sluzacy do stabilizacji i uszczelniania górotworów stanowi monomer metakrylanu metylu. Monomer ten wprowadzony do górotworu polimeryzuje pod wplywem temperatury naturalnej skal lub zródla ciepla. Srodek moze zawierac znane rodnikotwórcze inicjatory — nadtlenki, wodorotlenki, nadkwasy azozwiazki uklady typu „redox" i znane katalizatory takie jak aromatyczno-alifatyczne zwiazki amin, a takze zwiazki metaloorganiczne, w tym przypadku metakrylan metylu polimeryzuje pod ich wplywem.Dotychczas znane preparaty typu soli kwasu akrylowego i maleinowego lub akryloamidu, metakrylanu metylu i innych monomerów winylowych, stosowane dla injekcji górotworu, maja glównie znaczenie uszczelniajace. Utworzony w górotworze zel spaja wprawdzie w pewnym stopniu luzne czastki piasku i okruchów skal, co prowadzi do pewnego wzrostu ogólnej wytrzyma¬ losci gruntu, jednakze w przypadku powierzchniowego naniesienia — utworzona warstwa bez obecnych w gruncie wypelniaczy, jest bardzo slaba i latwo ulega uszkodzeniu.Istota sposobu powierzchniowego utwardzania i uszczelniania wyrobisk górniczych, wyko¬ pów ziemnych oraz konstrukcji budowlanych, polega na tym, ze na utwardzana powierzchnie nanosi sie, najkorzystniej dwoma oddzielnymi strumieniami wodny roztwór akryloamidu i akry¬ lanu magnezu oraz ewentualnie poliakryloamidu oraz z inicjatorami polimeryzacji, najkorzystniej z mieszanina nadsiarczanu amonu i trójetanoloaminy oraz cement lub mieszanine cementu z piaskiem w postacit,suchci, lub wodnej zawiesiny, ewentualnie w postaci zawiesiny w wodnym roztworze akryloamidu, przy czym stosunki ilosciowe poszczególnych skladników po /mieszaniu mieszcza sie w granicach ,1-30-czesci wagowych akryloamidu 10-30 czesci wagowych akrylanu magnezu, 100-150 czesci wagowych cementu, 0-400 czesci wagowych piasku. 50-170 czesci wago¬ wych wody, 0-10 czesci wagowych poliakryloamidu, 0,05-2 czesci wagowych znanych inicjatorów polimeryzacji, korzystnie mieszaniny 0,05-0,5 czesci wagowych nadsiarczanu amonu z 0,2-1,5 czesciami wagowymi trójetanoloaminy, a laczna ilosc nanoszonych skladników jest taka, aby na utworzonej przez utwardzanie lub: uszczelnianie powierzchni wytworzyc warstwe o grubosci 0,5-20 cm.Sposób wedlug wynalazku pozwala na utworzenie w ciagu bardzo krótkiego czasu, rzedu kilku minut, zwartej, elastycznej warstwy doskonale przyczepnej do róznego rodzaju podloza, to jest do gruntów, materialów budowlanych takich jak beton, cegla, gips itp. Jest to szczególnie wazne przy tworzeniu powlok izolacyjno-ochronnych.Sposób wedlug wynalazku moze byc stosowany w warunkach silnego zawodnienia, jak równiez i zasolenia. Zdolnosc wiazania stosowanego preparatu w srodowisku wodnym jest tak wysoka, ze w okreslonych warunkach moze on sluzyc do uszczelniania dna zbiorników wypelnio¬ nych woda, a takze do tamowania wycieków przez wprowadzenie mieszaniny uszczelniajacej w strumien wyplywajacej wody. Dzieki wysokiej wytrzymalosci mechanicznej oraz elastycznosci, uzyskanych uszczelnien spospb nadaje sie do likwidacji pekniec i szczelin w konstrukcjach budow¬ lanych i tamach, zwlaszcza narazonych na osuwanie sie podloza i ruchy górotworów. Utwardzona sposobem wedlug wynalazku powierzchnia posiada wytrzymalosc rzedu 150-200 kg/cm2juz po 15 minutach po naniesieniu srodka. Ma to szczególnie duze znaczenie we wszystkich awaryjnych przypadkach, w których konieczne jest szybkie utwardzenie podloza, na przyklad dróg, walów przeciwpowodziowych, wykopów ziemnych, rumowisk skalnych itp.Przykladl. Sporzadzono 2 roztwory: A — którym 100 czesd wagowyctr29% wodnego roztwonrtrkrylam* magnezu zmieszano z 3 czesciami wagowymi 25 % roztworu trójetanoloaminy i 0,75 czesciami wagowymi 25% roztworu nadsiarczanu amonu;120865 3 B — w którym w 100 czesciach wagowych wody rozpuszczono 30 czesci wagowych akryloa- midu i 10 czesci wagowych poliakryloamidu. Otrzymany roztwór zmieszano ze 150 czesciami wagowymi cementu i 400 czesciami wagowymi piasku, uzyskano stabilna i latwa do pompowania mieszanine.Mieszanine B i roztwór A wprowadzono dwoma równoleglymi strumieniami do naczynia ? przeplywajaca woda. W wyniku zmieszania skladników A i B pod warstwa wody, na dnie naczynia, w czasie okolo 2 minut nastepuje gwaltowna, silnie egzotermiczna reakcja, prowadzaca do utwo¬ rzenia zwartej, elastycznej i doskonale przyczepnej do podloza warstwy zestalonego produktu.Warstwa ta tamuje calkowicie przeplyw wody.Przyklad II. Dwa równolegle strumienia A i B, sporzadzone jak w przykladzie I nanoszono na pobocze wykopu ziemnego, tworzac warstwe o grubosci 0,5-20 cm. Utworzona warstwa zestala sie w czasie 1-2 minut, zabezpieczajac wykop przed osuwaniem sie piasku.Przyklad III. Na pionowa powierzchnie betonowa nanoszono równolegle 2 strumienie: A — zawierajacy 100 czesci wagowych 29 % wodnego roztworu akrylanu magnezu zmiesza¬ nego z 10 czesciami wagowymi akryloamidu i 2 czesciami wagowymi poliakryloamidu oraz taka iloscia inicjatorów jak zastosowano w przykladzie I.B — 150 czesci wagowych bezwodnego cementu, podawanego za pomoca inzektora powietr¬ znego. W czasie okolo 1 minuty od zmieszania obu strumieni nastepuje egzotermiczna reakcja, w wyniku której na uszczelnianej powierzchni tworzy sie warstwa elastyczna, zwarta i doskonale przyczepna.Zastrzezenie patentowe Sposób powierzchniowego utwardzania i uszczelniania wyrobisk górniczych, wykopów zie¬ mnych oraz konstrukcji budowlanych, znamienny tym, ze na utwardzana powierzchnie nanosi sie najkorzystniej dwoma oddzielnymi strumieniami, wodny roztwór akryloamidu i akrylanu mag¬ nezu oraz ewentualnie poliokryloamidu wraz z inicjatorami polimeryzacji, najkorzystniej z miesza¬ nina nadsiarczanu amonu i trójetanoloaminy oraz cement lub mieszanine cementu z piaskiem w postaci suchej, lub wodnej zawiesiny, ewentualnie w postaci zawiesiny w wodnym rotworze akryloamidu. przy czym stosunki ilosciowe poszczególnych skladników po zmieszaniu mieszcza sie w granicach 1-30 czesci wagowych akryloamidu, 10-30 czesci wagowych akrylanu magnezu, 100-150 czesci wagowych cementu, 0-400 czesci wagowych piasku, 50-170 czesci wagowych wody, 0-10 czesci wagowych poliakryloamidu, 0,05-2 czesci wagowych znanych inicjatorów polimeryza¬ cji, korzystnie mieszaniny 0,05-0,5 czesci wagowych nadsiarczanu amonu z 0,2-1,5 czesciami wagowymi trójetanoloaminy, a laczna ilosc nanoszonych skladników jest taka, aby na utworzonej przez uszczelnianie lub utwardzanie powierzchni wytworzyc warstwe o grubosci 0,5-20cm. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób powierzchniowego utwardzania i uszczelniania wyrobisk górniczych, wykopów zie¬ mnych oraz konstrukcji budowlanych, znamienny tym, ze na utwardzana powierzchnie nanosi sie najkorzystniej dwoma oddzielnymi strumieniami, wodny roztwór akryloamidu i akrylanu mag¬ nezu oraz ewentualnie poliokryloamidu wraz z inicjatorami polimeryzacji, najkorzystniej z miesza¬ nina nadsiarczanu amonu i trójetanoloaminy oraz cement lub mieszanine cementu z piaskiem w postaci suchej, lub wodnej zawiesiny, ewentualnie w postaci zawiesiny w wodnym rotworze akryloamidu. przy czym stosunki ilosciowe poszczególnych skladników po zmieszaniu mieszcza sie w granicach 1-30 czesci wagowych akryloamidu, 10-30 czesci wagowych akrylanu magnezu, 100-150 czesci wagowych cementu, 0-400 czesci wagowych piasku, 50-170 czesci wagowych wody, 0-10 czesci wagowych poliakryloamidu, 0,05-2 czesci wagowych znanych inicjatorów polimeryza¬ cji, korzystnie mieszaniny 0,05-0,5 czesci wagowych nadsiarczanu amonu z 0,2-1,5 czesciami wagowymi trójetanoloaminy, a laczna ilosc nanoszonych skladników jest taka, aby na utworzonej przez uszczelnianie lub utwardzanie powierzchni wytworzyc warstwe o grubosci 0,5-20cm. PL