PL129683B1 - Method of sealing of mine excavations - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób uszczelniania wyrobisk górniczych nadajacy sie takze do wypelniania pustych przestrzeni oraz odcinania przeplywu powietrza i gazów w kopalniach• Wszelkie piiste przestrzenie, powstale w kopalniach wskutek pekniec górotworów, zawalów oraz w rezultacie prowadzonych prac górniczych, stanowia powazne zagrozenie powstawania pozarów i wybuchów, bedacych wynikiem gromadzenia sie metanu, a takze przenikania powietrza z chodni¬ ków do zrebów górniczych; W celu ograniczenia wynikajacych stad zagrozen, stosuje sie dotychczas rózne sposoby wy¬ pelniania pustych przestrzeni, oraz róznorodne srodki do uszczelniania. Polegaja one na. ukla¬ daniu podsadzki z kamienia wzdluz chodnika, budowie zapór z worków wypelnionych piaskiem lub pylem kamiennym, a takze na izolowaniu wybranej przestrzeni przez wznoszenie odpowiednich przegród w postaci tam budowanych z oegly zapraw cementowych, drewna, gipsu i innych tradycyj¬ nych materialów budowlanych. Sa to sposoby niezwykle pracochlonne, kosztowne i malo skuteczni.Stad liczne próby zastosowania do tego celu róznorodnych typów zywic i tworzyw sztucznych /opis patentowy PRL nr 106 269/. I tak np# znane sa rozwiazania proponujace odcinanie wybra¬ nych stref w kopalniach za pomoca folii plastikowych, lateksu butadienowo-etyrenowego lub izo- prenowego oraz kopolimerów kwasu akrylowego i akrylanu magnezu /opis patentowy PRL nr 124 769/.Proponowano takze wypelnianie pustych przestrzeni w kopalniach przy pomocy pianek poliuretano¬ wych, lub mocznikowo-formaldehydowych. Równiez i te rozwiazania nie znalazly szerszego zastoso¬ wania /opis patentowy PRL nr 72 499/. Przyozyna jest brak odpornosci na palenie wiekszosci pro¬ ponowanych zywic i tworzyw, ich wysoka cena, a takze niska trwalosc w warunkach panujacych w kopalniach. Ponadto pianki poliuretanowe i mocznikowo-formaldehydowe sa slabo przyczepne do pod¬ loza, latwo nasiakaja woda, a w przypadku pozarów wydzielaja toksyczne gazy. Pochodne akrylowe, znane np# e opisu patentowego PRL nr 124 769 posiadaja doskonala przyczepnosc do podlozat sa elastyczne, niewrazliwe na dzialanie wody oraz charakteryzuja sie wysoka wytrzymaloscia mecha¬ niczna, jednakze nie ulegaja spienieniu, w zwiazku z czym ich zuzycie jest bardzo wysokie.2 129 683 Zywice mocznikowo-formaldehydowe latwo ulegaja spienieniu, zwiekszajac wielokrotnie swa objetosc, utworzone tworzywo piankowe charakteryzuje nie-jednak ni oka wytrzymaloscia mechaniczna i duza nasiakliwoscia wody. Nieoczekiwanie stwierdzono, ze stopujac do uazczel- niania wyrobisk górniczych spieniona raieazanine polimerów i kopolimerów akryloamidu z po¬ chodnymi kwasu akrylowego oraz zywice aminowo-formaldehydowe uzysku jo nie tworzywo pianko¬ we o nowych cennych wlasnosciach, laczace zalety obu typów zvwic.Istota sposobu uszczelniania wyrobisk górniczych, wypelniania pustych przestrzeni ora^ odcinania przeplywu powietrza wedlug wynalazku polega na tym, ze spieniona w strumieniu po¬ wietrza mieszanine, skladajaca sie z polimerów akrylowych w ilosci 0,5 - 48 czesci wagowych, kondensatów i/lub zywio formaldehydowo-aminowyeh,/tj. mocznikowo lub mocznikowo-melaminowo- formaldehydowych/ w ilosci 15-50 czesci wagowych, katalizatorów w ilosci 0,1-?,0 czesci # wagowych, srodków pianotwórczych w ilosci 0,1-2,0 czesci wagowych i wody do 100 czesci wa¬ gowych oraz ewentualnie substancji wiazacych formaldehyd w ilosci 0,1-0,5 czesci wagowych doprowadza sie do miejsca przeznaczonego do uszczelnienia, wypelnienia lub odciecia i ewen¬ tualnie po zestaleniu powierzchnie uzyskanej piany pokrywa sie powierzchniowo piana o .stop¬ niu spienienia nizszym od poprzedniej o 5 do 509(5. Jako polimery akrylowe korzystnie jest stosowac wodne roztwory polimerów akryloamidu z kwasem akrylowym, jego solami lub estrami.Jako kondensat i/lub zywioe formaldehydowo-aminowa stosuje sie wodne roztwory kondensatu me laminowo-formaldehydowego i/lub zywice mocznikowo-formaidehydowa. Jako katalizatory stoso¬ wac mozna mocne kwasy mineralne, takie jak H-PO., HC1, H2S0. lub siarczan sodu. Jako srod¬ ki pianotwórcze stosowac mozna srodki powierzchniowo-czynne, zarówno niejonowe jak i jono¬ we- charakteryzujace sie wysoka krotnoscia pianykJ jej duza stabilnoscia. Korzystnie je3t stosowac sole amonowe siarczanowanych alkoholi CL p-C.., dodeoylobenzenosulfonian sodowy, nonylofenol, oksyetylowane kwasy tluszczowe. Jako substancje wiazace wolny formaldehyd korzystnie jest stosowac rezorcyne, rongalit, kwasny siarczyn sodu, mocznik.Sposobem wedlug wynalazku uzyskuje sie wypelnienia wytrzymale pod wzgledem mechanicz¬ nym, dobrze przyczepne do róznego rodzaju podloza bez wzgledu na stopien jego zawilgocenia Wypelnienia i przegrody szczelnie odcinaja przeplyw powietrza i gazów. Wyrobiska górnicze, puste przestrzenie w podziemiach kopalni mozna wypelniac sposobem wedlug wynalazku, jak równiez stosowac sposób wedlug wynalazku do odcinania zagrozonych stref kopalni. Zaleta wynalazku jest to, ze wytwarzana w czasie uszczelniania i wypelniania przestrzeni piana ulega utwardzeniu w wyjatkowo krótkim czasie, oo .pozwala na stosowanie jej w warunkach za¬ grozenia w kopalnii Czas utwardzenia piany wynosi od kilkunastu sekund do kilku godzin i' moze byc regulowany skladem poddawanym spienianiu. W szczególnych przypadkach silnego za¬ grozenia stosowanie sposobu wedlug wynalazku moze polegac na utworzeniu pierwszej warstwy natychmiastowo utrwalonej i pokryciu po raz drugi piana o mniejszym stopniu spienienia, W ten sposób uzyskuje sie natychmiastowe odciecie strefy zagrozenia, natomiast druga war¬ stwa podwyzsza szczelnosc uzyskanej przegrody. Zaleta wynalazku jest równiez niska cena sposobu jak równiez stosowanych surowców.Wynalazek rozwiazuje bardzo istotne zagadnienie, podnosi bezpieczenstwo pracy górników.Stosowany do wypelniania pustych przestrzeni i wyrobisk moze wyeliminowac stosowanie drogich i zmudnych wypelnien kamieniem podsadzkowym, piaskiem itp.Przyklad I. Do eamodelowanego wyrobiska górniczego o objetosci okolo 3 m5 wprowadza sie mieszanine reagentów, uzyskana podczas spienienia za pomoca powietrza dwóch roztworów A i B. Roztwór A sklada sie z 1J5 czesci wagowych roztworu zawierajacego 5% kopo¬ limeru akryloamid - akrylan sodu, 2 czesci wagowych kwasu ortofosforowego i 1 czesci wago¬ wej soli amonowej siarczanowanych alkoholi C-jo-C-m* Roztwór B sklada sie.z 70 czesci wago¬ wych zywicy aminowej, otrzymanej przez kondensacje melaminy, mocznika i formaldehydu, za¬ wierajacej 4296 wagowyoh kondensatu mooznikowo-formaldehydowego i 3% wagowych szesciomety- lolomelaminy. Tworzaca sie piana zestala sie w czasie od 30 do 60 sekund, wypelniajac szczelaie model wyrobiska górniczego i uniemozliwiajac osypywanie sie gruzu. Utworzona piana, po kiUcu dniaoh przebywania w warunkach powietrzno suchych, posiada gestosc 120 kg/m'129683 3 i Jest odporna na dzialanie wody i szczelna dla gazów. Powierzchnie uzyskanej piany po¬ kryto nastepnie warstwa o grubosci 2 cm uzyskana przez spienienie roztworów A i B przy mniejszej o 50# ilosci powietrza. Utworzona warstwa poniada gestosc okolo ?00 kg/m i do¬ datkowo zwieksza wytrzymalosc mechaniczna wypelnienia.Przyklad II. Wypelnienia o analogicznych wlasnosciach jak w przykladzie I uzyskuje sie, zastepujac w recepturze podanej w przykladzie I sól amonowa siarczanowanych alkoholi Oho-CL. przez: taka sama ilosc dodecylobenzenoaulfonianu sodowego, nonylofenolu, oksyetylowanych kwasów tluszczowych.Przyklad III, Spieniona w strumieniu powietrza mieszanine, zawierajaca 7,5 czesci wagowych kopolimeru akryloamidu z akrylanem nodowym /A-krymid S-13/# 1 czesc wagowa kwasu ortofosforowego, 1 czesc wagowa soli amonowej siarczanowanych alkoholi C1p—C1- /Deteor 1000/, 35 czesci wagowych zywicy mocznikowo-formaldehydowej /U-60/ i 55,5 czesci wagowych wody, doprowadzono do zamodelowanego wyrobiska po 2 minutach utworzona piana ustalila sie; Piana po wysuszeniu w warunkach otoczenia posiada gentosc 111 kg/m, a jej nasiakliwosc wodna oznaczona po 1 godzinie zanurzenia w wodzie wynosi 11# wago-rfch.Przyklad IV, Wypelnienia o analogicznych wlasnosciach, jak w przykladzie 1 uzyskano, zastepujac w recepturze podanej w przykladzie I kwaa ortofosforowy taka sama iloscia 5% wodnego roztworu HC1, 5% wodnego roztworu Hj^SO., 25% wodnego roztworu siarcza¬ nu amonu.Przyklad V, Wypelnienia o zmniejszonej emisji formaldehydu i analogicznych wlasnosciach Jak w przykladzie I, uzyskano przez dodanie do roztworu B w przykladzie I 0,1-1,0 czesci wagowych substancji wiazacych wolny formaldehyd, takich jak rezorcyna, rongalit, kwasny siarczyn sodu lub mocznik.Przyklad VI. Mieszanine zawierajaca 5 czesci wagowych kopolimeru akrylan etylu - akryloamid, 1 czesc wagowa kwasu ortofosforowego, 1 czesc wagowa soli amonowej siarczanowanych alkoholi C^-Cj,, 5^ CZC^C* wagowych zywicy mocznikowo-form^ldehydowej /produkowanej pod nazwa handlowa U-60/ i 58 czesci wagowych wody, spieniono za pomoca po¬ wietrza i doprowadzono do miejsca zagrozenia. Utwardzenie piany nastapilo w czasie ^ mi¬ nut. Wytrzymalosc utwardzonej piany na sciskanie wynosila 3,?6 • 0,980665 • 105 Pa# ges¬ tosc 167 kg/m5, zas nasiakliwosc wodna 31#4# wagowych. Utwardzona piana nie przepuszcza¬ la gazów.Przyklad VII, Mieszanine zawierajaca 0,48 czesci wagowych poliakryloamidu o masie czasteozkowej 3000 000, 1 czesc wagowa kwasu ortofosforowego, 1 czesc wagowa soli amonowej siarczanowanych alkoholi 012—0^-, 35 czesci wagowych zywicy mocznikowo-formalde¬ hydowe j /U-60/ i 6252 czesci wagowe wody spieniono za pomoca powietrza i doprowadzono do miejsca wypelnienia'; Utwardzenie piany nastapilo w ciagu 30 sekund. Wytrzymalosc utwar¬ dzonej piany na sciskanie wynosi 3,6 • 0,980665 • 105 Pa, gestosc 129 kg/m5, a uasiakli- wosc wodna 17f 6% wagowych.Przyklad VIII, Mieszanine zawierajaca 1 czesc wagowa kopolimeru akryloamid - akrylan sodu - metylenodwuakryloamid, 1 czesc wagowa kwasu ortofosforowego, 1 czesc wagowa soli amonowej siarczanowanych alkoholi ^,,-0.,, 35 czesci wagowych zywicy moczni¬ kowo-formaldehydowej, produkowanej pod nazwa handlowa U-60 i 62 czesci wagowe wody spie¬ niono za pomoca powietrza i doprowadzono do miejsca zagrozenia, Utwardzenie piany nasta¬ pilo po 2 minutach; Wytrzymalosc utwardzonej piany na sciskanie wynosi 5,95 • 0,980665 • • 105 Pa, gestosc 136 kg/m5, a nasiakliwosc wodna 11% wagowych.Przyklad porównawczy. Spieniono mieszanine o podobnym skladzie, jak w przykladzie II, nie zawierajaca kopolimeru akryloamid - akrylan sodowy, Uzvakano po zwiazaniu piane o gestosci równej 75 kg/m5 i o wytrzymalosci 0,87 • 0,980665 • 105 Ve.f i o nasiakliwosci wodnej wynoszacej 228# wagowych.4 129 683 Zastrzezenia patentowe 1» Sposób uszczelniania wyrobisk górniczych przy zastopowaniu pianek m b^.zie amino- plaetów, znamienny tym, ze spieniona w strumieniu powietrza, mieszanine, skladajaca sie z wodnych roztworów polimerów i/iub kopolimerów akryloamidu z pochodnymi kwasu akrylowego w ilosci 0,5 do 48 czesci wagowych, kondensatów mocznikowo-formaldehydo- wyoh i/lub mocznikowo-melaminowo-formaldehydowych w ilosci 15-50 czesci wagowych, katali¬ zatorów w ilosci 0,1-2,0 czesci wagowych srodków pianotwórczych w ilosci 0,1-2,0 czesci wagowych i wody do 100 czesci wagowych oraz ewentualnie substancji wiazacych formaldehyd w ilosci 0,1 do 0,5 czesci wagowych, doprowadza sie do miejsca przeznaczonego do uszczel¬ nienia i ewentualnie po zestaleniu uzyskana pifene pokrywa sie powierzchniowo piana o stop¬ niu spienienia nizszym od poprzedniej. 2. Sposób wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze Jako katalizatory stosuje sie silne kwasy mineralne lub ich sole, takie Jak H*P0^, HCL, H2S0, lub siarczanu sodu. 3* Sposób wedlug zastrz. 1, znam^ennytym, ze jako srodki pianotwórcze stosuje sie sole amonowe siarczanowanych alkoholi ^0^14 dodecylobenzenosulforaian sodo¬ wy, nonylofenol, oksyetylowane kwasy tluszczowe. 4. Sposób wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze jako substancje wiazace formaldehyd stosuje sie: rezorcyne, rongalit, kwasny siarczyn sodu, mocznik* Pracownia Poligraficzna UP PRL, Naklad 100 cgz.Cena 100 zl PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. » Sposób uszczelniania wyrobisk górniczych przy zastopowaniu pianek m b^.zie amino- plaetów, znamienny tym, ze spieniona w strumieniu powietrza, mieszanine, skladajaca sie z wodnych roztworów polimerów i/iub kopolimerów akryloamidu z pochodnymi kwasu akrylowego w ilosci 0,5 do 48 czesci wagowych, kondensatów mocznikowo-formaldehydo- wyoh i/lub mocznikowo-melaminowo-formaldehydowych w ilosci 15-50 czesci wagowych, katali¬ zatorów w ilosci 0,1-2,0 czesci wagowych srodków pianotwórczych w ilosci 0,1-2,0 czesci wagowych i wody do 100 czesci wagowych oraz ewentualnie substancji wiazacych formaldehyd w ilosci 0,1 do 0,5 czesci wagowych, doprowadza sie do miejsca przeznaczonego do uszczel¬ nienia i ewentualnie po zestaleniu uzyskana pifene pokrywa sie powierzchniowo piana o stop¬ niu spienienia nizszym od poprzedniej.
2. 2. Sposób wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze Jako katalizatory stosuje sie silne kwasy mineralne lub ich sole, takie Jak H*P0^, HCL, H2S0, lub siarczanu sodu.
3. 3. * Sposób wedlug zastrz. 1, znam^ennytym, ze jako srodki pianotwórcze stosuje sie sole amonowe siarczanowanych alkoholi ^0^14 dodecylobenzenosulforaian sodo¬ wy, nonylofenol, oksyetylowane kwasy tluszczowe.
4. 4. Sposób wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze jako substancje wiazace formaldehyd stosuje sie: rezorcyne, rongalit, kwasny siarczyn sodu, mocznik* Pracownia Poligraficzna UP PRL, Naklad 100 cgz. Cena 100 zl PL