Органо-минеральные составы для упрочнения пород нагнетанием




Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Органо-минеральные составы для упрочнения пород нагнетанием

Органо-минеральные составы для упрочнения пород нагнетанием

31.08.2017


Как было указано, применяемые для упрочнения составы на основе пенополиуретанов имеют высокую стоимость и не обеспечены сырьевой базой в связи с дефицитностью полиэфирного компонента. Для компенсации этих недостатков в ФРГ (фирмы «Бергверксфербанд» и «Виллих») и в нашей стране (Институт химии высокомолекулярных соединений АН Украины) проводятся работы по созданию и испытанию так называемых органо-минеральных составов, в которых вместо полиэфирного компонента (как принято в полиуретанах) применяется неорганический компонент на основе жидкого стекла.
Состав на основе стекла выражается обобщенной формулой
MeO2*nSiO2,

где Me — щелочной металл типа Na, К, Ca.
С геохимической точки зрения, жидкое стекло, являясь сильной щелочью, хорошо взаимодействует с минералами, особенно карбонатными и загипсованными. Общим результатом такого взаимодействия является поглощение минералами кремниевой кислоты, что способствует ускоренному насыщению упрочняемой породы составом.
Композиция органо-минерального состава, разработанная фирмой «Бергверксфербанд», состоит из органо-минерального (ОхМ.) компонента и полиизоцианата. Свойства состава близки к аналогичным свойствам полиуретана, за исключением более слабой адгезии к породам и отсутствия вспенивания при полимеризации.
ОМ-состав фирмы «Виллих», как и фирмы «Бергверксфербанд», состоит из двух компонентов. Компонент А представляет собой на 95% минеральное вещество, основанное на жидком стекле. Поэтому он не пожароопасен. Компонент В — полиизоцианат. Смешивание компонентов А и В приводит к получению не раствора, а, скорее, эмульсии. Этим самым предъявляются повышенные требования к качеству перемешивания.
Поскольку компонент А для приготовления требует воду, то состав может без затруднений применяться для упрочнения влажных пород. Соответственно он может находиться в открытом виде в весьма влажной атмосфере — в отличие от полиизоцианата, который, реагируя с влажным воздухом, затвердевает на поверхности деталей оборудования в виде хрупкой корки.
ОМ-составы могут применяться для широких диапазонов горных пород и угля, а скорость их отверждения и другие технологические свойства можно регулировать изменением соотношения компонентов А:В = (1-2) : 1. В частности, требуется корректировка соотношения компонентов состава и технологии их нагнетания при понижении температуры среды, так как вязкость одного из компонентов (А) в этом случае существенно возрастает. В отвержденном виде ОМ-состав представляет собой слегка эластичный продукт.
Институтом химии высокомолекулярных соединений АН Украины для упрочнения пород разработана органо-минеральная композиция, включающая растворы солей щелочных металлов, полиизоцианата и акрилового олигомерного растворителя. В зависимости от горно-геологических и гидрогеологических условий в композицию вводятся реакционноспособные поверхностно-активные вещества, способствующие улучшению совместимости компонентов и увеличению адгезии к влажным породам, а также катализирующие добавки, позволяющие регулировать время отверждения композиции в широких пределах.
ОМ-композиции отличаются высокой проникающей способностью, обусловленной низкой величиной межфазного натяжения. Предел прочности грунта, упрочняемого ОМ-композицией, через 24 ч составляет 8—10 МПа, а коэффициент фильтрации не превышает 3*10в-4 м/сут. ОМ-композиция Института химии высокомолекулярных соединений АН Украины прошла апробацию на Северо-Муйском тоннеле БАМ.
К недостаткам составов на основе жидкого стекла следует отнести технологическую нестабильность, особенно по продолжительности времени отверждения состава.
Кроме упомянутых здесь составов, известен опыт применения составов на основе акриловых смол, фурфурола, латексов и других химических соединений (Япония, Франция, США, Канада, Англия, Чехии и др.).