RU2769007C1 - Состав для упрочнения гидрозакладочного массива - Google Patents
Состав для упрочнения гидрозакладочного массива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2769007C1 RU2769007C1 RU2021121754A RU2021121754A RU2769007C1 RU 2769007 C1 RU2769007 C1 RU 2769007C1 RU 2021121754 A RU2021121754 A RU 2021121754A RU 2021121754 A RU2021121754 A RU 2021121754A RU 2769007 C1 RU2769007 C1 RU 2769007C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- mpa
- days
- iso
- hydraulic filling
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 32
- OEMSKMUAMXLNKL-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-3a,4,7,7a-tetrahydro-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1C(C)=CCC2C(=O)OC(=O)C12 OEMSKMUAMXLNKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 claims abstract description 8
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000001879 gelation Methods 0.000 abstract description 8
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 abstract description 8
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H dialuminum;trisulfate;hydrate Chemical compound O.[Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к составам для упрочнения гидрозакладочного массива и может быть использовано при добыче минерального сырья, при отработке устойчивых руд камерными системами с гидрозакладкой выработанного пространства мелкодисперсным материалом без вяжущих. Состав для упрочнения гидрозакладочного массива, содержащий карбамидную смолу и изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбамидная смола марки КФ-МТ-15 плотностью 1,257 г/см3 - 83,3 и изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид плотностью 1,203 г/см3 - 16,7. Время гелеобразования при инъецировании состава в гидрозакладочный массив составляет 50 минут при температуре 20°С и 63 минуты при температуре 13°С. Предел прочности упрочненного составом массива при сжатии составляет 5,8 МПа, 6,8 МПа и 7,4 МПа в возрасте 30 суток, 60 суток и 90 суток соответственно. Технический результат предлагаемого технического решения заключается в увеличении прочности гидрозакладочного массива при упрощении состава отвердителя и уменьшении количества компонентов, а также в точности определения времени гелеобразования. 2 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к составам для упрочнения гидрозакладочного массива и может быть использовано при добыче минерального сырья, при отработке устойчивых руд камерными системами с гидрозакладкой выработанного пространства мелкодисперсным материалом без вяжущих.
В последние годы для улучшения экологической обстановки и сохранения земной поверхности в районах подземной добычи рудных полезных ископаемых широко применяются системы разработки с закладкой
выработанного пространства, где в качестве закладочного материала используются хвосты обогащения и отходы других производств. При наиболее экономичной гидравлической закладке хвостами обогащения с содержанием твердого 55% прочность осушенных массивов на одноосное сжатие достигает 0,14 МПа, а при увеличении плотности пульпы до 75% прочность их возрастает до 0,34 МПа. Однако величина нормативной прочности закладочных массивов гораздо больше, она регламентируется от 1,0-1,5 МПа, при высоте поверхности обнажения 10-20 м, до 4,0-4,5 МПа при высоте обнажения 70-80 м. Поэтому разработка эффективных методов упрочнения гидрозакладочных массивов, позволяющих отрабатывать междукамерные целики, является одной из приоритетных задач рационального недропользования и охраны окружающей среды. (Комаров Е.И., Фурсов Е.Г., Комаров К.Е. ОРГАНИЗАЦИЯ ЗАКЛАДОЧНЫХ РАБОТ С БУРОНАБИВНЫМИ СВАЯМИ-СТОЙКАМИ ПРИ ПОДЭТАЖНО-КАМЕРНОЙ СИСТЕМЕ РАЗРАБОТКИ / Маркшейдерия и недропользование №3(71), май-июнь 2014 г., С . 67-70, стр. 67).
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является состав для закрепления песчаного грунта (патент RU 2073775, опубликован 20.02.1997), который включает карбамидную смолу и 200-260% комплексного отвердителя от массы карбамидной смолы, содержащего сернокислый алюминий, сернокислое железо (III) и воду. Компоненты состава содержатся в следующем соотношении мас.%: карбамидная смола 27,7-35,6, сернокислый алюминий 0,65-0,70, сернокислое железо (III) 0,65-0,70, вода остальное.
Недостатками указанного состава являются: сложность состава комплексного отвердителя, многокомпонентность состава, а также невысокая прочность, которая составляет 2 МПа без предварительной обработки грунта и 3,8 МПа с обработкой грунта раствором сернокислого железа (III), возраст образцов при этом не указан. Также в описании отсутствует указание на временной промежуток гелеобразования.
Технической задачей предлагаемого технического решения является разработка малокомпонентного состава для упрочнения гидрозакладочного массива c высокой прочностью закрепленного мелкодисперсного грунта с указанием временного промежутка гелеобразования.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является увеличение прочности гидрозакладочного массива при упрощении состава отвердителя и уменьшении количества компонентов, определенность в диапазоне времени гелеобразования, так как диапазон времени гелеобразования соответствует наиболее оптимальным параметрам технологии нагнетания и радиусу распространения раствора вокруг инъектора, а прочность при сжатии гарантирует надежное упрочнение гидрозакладочного массива, допускающее отработку междукамерных целиков.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что предложен состав для упрочнения гидрозакладочного массива из мелкодисперсных материалов без вяжущих, содержащий карбамидную смолу марки КФ-МТ-15 и отвердитель изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид при следующем соотношении компонентов мас.%: карбамидная смола плотностью 1,257 г/см3 – 83,3% и изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид плотностью 1,203 г/см3 –16,7%.
Отличительной особенностью, подтверждающей изобретательский уровень предлагаемого состава, является то, что в качестве отвердителя используется изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид. В качестве карбамидной смолы используется смола марки КФ-МТ-15. Предлагаемый состав ранее не использовался для упрочнения гидрозакладочного массива.
Применяемая в предлагаемом составе карбамидная смола марки КФ-МТ-15 соответствует ТУ 6-06-12-88, представляет собой однородную суспензию от белого до светло желтого цвета без механических включений с плотностью 1,257 г/см3, с массовыми долями сухого остатка 66,5% и свободного формальдегида 0,13%.
Изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (ТУ 6-10-124-91) представляет собой маслянистую жидкость плотностью 1,203 г/см3, общее кислотное число мг КОН/г вещества 655%.
Состав для упрочнения гидрозакладочного массива содержит карбамидную смолу и изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбамидная смола 83,3% и изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид 16,7%. Время гелеобразования при инъецировании состава в гидрозакладочный массив составляет 50 минут при температуре 20°С и 63 минуты при температуре 13°С, а предел прочности упрочненного составом массива при сжатии составляет 5,8 МПа, 6,8 МПа и 7,4 МПа в возрасте 30 суток, 60 суток и 90 суток соответственно.
Пример реализации изобретения.
Для проверки работоспособности предлагаемого состава была изготовлена модель гидрозакладочного массива с влажностью 3% из мелкодисперсного гидрозакладочного материала на основе сгущенных отходов обогащения железистых кварцитов, химический состав которых приведен в таблице 1, из которой видно, что материал близок к песчаному грунту по содержанию кремнезема.
Таблица 1
Химический состав отходов обогащения железистых кварцитов
Для получения предлагаемого состава для упрочнения гидрозакладочного массива к карбамидной смоле КФ-МТ-15 (ТУ 6-06-12-88) плотностью 1,257 г/см3 добавляют изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (ТУ 6-10-124-91) плотностью 1,203 г/см3 при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбамидная смола 83,3% и изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид 16,7%. Состав характеризуется тем, что его перемешивают до состояния однородной массы, после чего инъецируют в образцы гидрозакладочного массива при температуре 20°С или 13°С до гелеобразования состава в течение 50 минут и 63 минут соответственно.
По истечении 30 суток, 60 и 90 суток образцы упрочненного гидрозакладочного массива 70Х70Х70 мм были испытаны на прочность при сжатии на 7-тонном ручном гидравлическом прессе ПРГ-1-70. Предел прочности образцов при сжатии составил 5,8 МПа; 6,8 МПа; 7,4 МПа в возрасте 30 суток, 60 суток и 90 суток соответственно.
Результаты испытаний приведены в таблице 2, в которой предлагаемый состав реализован в примерах 1, а пример 2 демонстрирует характеристики состава для закрепления песчаного грунта по патенту RU 2073775, (опубл. 20.02.1997).
Таблица 2
Результаты испытаний образцов предлагаемого состава в сравнении с результатами испытаний аналога.
По результатам испытаний, приведенным в таблице 2, видно, что поставленная задача увеличения прочности гидрозакладочного массива при упрощении состава отвердителя и уменьшении количества компонентов, а также определенность в диапазоне времени гелеобразования достигается при использовании в составе для упрочнения гидрозакладочного массива, содержащего в качестве закрепителя карбамидную смолу марки КФ-МТ-15 и в качестве отвердителя изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид.
Claims (1)
- Состав для упрочнения гидрозакладочного массива, содержащий карбамидную смолу и изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбамидная смола марки КФ-МТ-15 плотностью 1,257 г/см3 - 83,3 и изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид плотностью 1,203 г/см3 - 16,7.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021121754A RU2769007C1 (ru) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | Состав для упрочнения гидрозакладочного массива |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021121754A RU2769007C1 (ru) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | Состав для упрочнения гидрозакладочного массива |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2769007C1 true RU2769007C1 (ru) | 2022-03-28 |
Family
ID=81075844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021121754A RU2769007C1 (ru) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | Состав для упрочнения гидрозакладочного массива |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2769007C1 (ru) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3965051A (en) * | 1973-11-30 | 1976-06-22 | Bayer Aktiengesellschaft | Composite materials |
| SU985311A1 (ru) * | 1980-12-08 | 1982-12-30 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт | Раствор дл упрочнени массива трещиноватых горных пород |
| SU1578258A1 (ru) * | 1988-05-07 | 1990-07-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов | Состав дл закреплени грунта |
| SU1583641A1 (ru) * | 1987-11-30 | 1990-08-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт организации и механизации шахтного строительства | Полимерна тампонажна композици |
| SU1681011A1 (ru) * | 1989-04-25 | 1991-09-30 | Институт Горного Дела Ан Казсср | Состав дл упрочнени трещиноватых горных пород |
| SU1681513A1 (ru) * | 1989-10-19 | 1994-08-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт авиационных материалов | Способ получения композиционного материала на эпоксидной основе |
| RU2073775C1 (ru) * | 1994-01-25 | 1997-02-20 | Надежда Алексеевна Блескина | Состав для закрепления песчаного грунта |
| RU2355722C2 (ru) * | 2006-12-26 | 2009-05-20 | Министерство промышленности, инноваций и науки Пермского края | Эпоксидная композиция для стеклопластиков |
-
2021
- 2021-07-22 RU RU2021121754A patent/RU2769007C1/ru active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3965051A (en) * | 1973-11-30 | 1976-06-22 | Bayer Aktiengesellschaft | Composite materials |
| SU985311A1 (ru) * | 1980-12-08 | 1982-12-30 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт | Раствор дл упрочнени массива трещиноватых горных пород |
| SU1583641A1 (ru) * | 1987-11-30 | 1990-08-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт организации и механизации шахтного строительства | Полимерна тампонажна композици |
| SU1578258A1 (ru) * | 1988-05-07 | 1990-07-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов | Состав дл закреплени грунта |
| SU1681011A1 (ru) * | 1989-04-25 | 1991-09-30 | Институт Горного Дела Ан Казсср | Состав дл упрочнени трещиноватых горных пород |
| SU1681513A1 (ru) * | 1989-10-19 | 1994-08-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт авиационных материалов | Способ получения композиционного материала на эпоксидной основе |
| RU2073775C1 (ru) * | 1994-01-25 | 1997-02-20 | Надежда Алексеевна Блескина | Состав для закрепления песчаного грунта |
| RU2355722C2 (ru) * | 2006-12-26 | 2009-05-20 | Министерство промышленности, инноваций и науки Пермского края | Эпоксидная композиция для стеклопластиков |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fall et al. | A contribution to understanding the effects of curing temperature on the mechanical properties of mine cemented tailings backfill | |
| CN108751819A (zh) | 一种利用钼尾矿和废石制备高性能混凝土的方法 | |
| Brasse et al. | Influence of soil-cement composition on its selected properties | |
| RU2769007C1 (ru) | Состав для упрочнения гидрозакладочного массива | |
| Guo et al. | Experimental study on direct tensile properties of cemented paste backfill | |
| Reddy et al. | Mechanical and durability properties of self compacting concrete with recycled concrete aggregates | |
| Wang et al. | Effect of the alkalized rice straw content on strength properties and microstructure of cemented tailings backfill | |
| Chen et al. | Study on mechanical properties and damage characteristics of cemented waste rock-tailing backfill | |
| Ghirian | Coupled thermo-hydro-mechanical-chemical (THMC) processes in cemented tailings backfill structures and implications for their engineering design | |
| Changxiang et al. | Experimental Study on Chemical–Physical Hardening Mechanism of Early Strength of Filling Paste | |
| Wang et al. | Correlative mechanism of hydraulic-mechanical property in cemented paste backfill | |
| Mirzaghorbanali et al. | Strength properties of grout for strata reinforcement | |
| Huang et al. | Effects of acid environment on mechanical properties of cemented tailings backfill | |
| Niroshan et al. | Effects of different binders on the strength and stiffness of paste fills | |
| CN107162516B (zh) | 一种用于固化处理废弃泥浆的固化剂及其应用方法 | |
| Huang et al. | Influence of Acid Attack on Physical Characteristics of Cemented Tailings Backfill | |
| Hao et al. | Mechanical modification of nanomaterials on fully saturated concrete in groundwater reservoir under long-term water immersion | |
| Javadzadeh | The Effects of sodium silicate on Stabilization of organic soil | |
| Wang et al. | Influence of water salinity on the properties of cemented tailings backfill | |
| Yunus et al. | A short review of the factors influencing lime-clay reactions | |
| Di Sante et al. | Prediction methods in soil-lime mixture design | |
| Ajaka et al. | Determining the optimum compressive strength of cemented paste backfill for artificial ground support in underground mines | |
| Wongpa et al. | Effect of para rubber latexand coir on compressive strength, water absorption and volumetric change of adobe brick. | |
| Sun | Experimental study on mine-loess and fly ash backfilling material | |
| Kalantari et al. | Effect of fly ash on the strength values of air cured stabilized tropical peat with cement |