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矿用树脂锚固剂

发布时间:2024-08-03 01:40

1基本介绍

树脂锚固剂是由不饱和聚酯树脂、固化剂、促进剂和其它辅料,按一定比例配制而成的粘稠状锚固粘接材料,由聚酯薄膜分割包装呈药卷状,树脂锚固剂在煤矿井下有着十分广泛的应用,是锚杆索支护不可或缺的组成部分。

2基本分类

在煤矿中常用的树脂锚固剂主要有三大类:环氧树脂类锚固剂、环氧树脂和聚氨酯、不饱和聚酯树脂。

32.1环氧树脂类锚固剂

环氧树脂锚固剂主要采用双酚A 型环氧树脂,双酚A 是二分基甲烷。环氧树脂是环氧氯丙烷和双酚A 在氢氧化钠碱性介质中通过缩聚化学反应形成的一种线性高分子聚合物树脂。在现在的煤矿中使用的环氧树脂类锚固剂的主要型号有E -35、E -42、E -44等品牌型号。环氧树脂类锚固剂的主要成分有:环氧树脂、增塑剂、相关的促进剂和固化剂等。

42.2聚氨酯类树脂锚固剂

聚氨酯类树脂锚固剂当中的聚氨酯是一种具有一定强度的体型聚合物。聚氨酯是由聚醚和多异氰酸酯双组份构成。聚氨酯主要是通过多异氰酸酯中活性团发生化学反应而生成的。聚氨酯类树脂锚固剂一般有聚醚、多异氰酸酯、填料、发泡剂、催化剂等组成。聚氨酯类树脂锚固剂主要是与水发生化学反应而生成的,所以聚氨酯类树脂锚固剂具有较强的耐水性和渗透性。但是这种树脂类锚固剂的强度较低,抵抗冲击的能力较低。所以聚氨酯类树脂锚固剂主要应用在对煤巷中松散的煤体进行加固、对破碎的松散围岩进行加固以及在预防底板底鼓中进行应用。

52.3不饱和聚酯树脂类锚固剂

不饱和聚酯树脂类锚固剂中的不饱和聚酯是由二元醇、饱和二元酸、不饱和二元酸经过缩聚反应而生成的一种带有不饱和双键和酯键的一种高分子物质。将这种高分子物质与活性体进行结合将产生不饱和聚酯树脂。这种不饱和聚酯树脂在相关的氧化物固剂的催化作用下,不饱和聚酯和与之接触的活性单体发生化学反应生成体型的具有一定强度的不溶的热固性聚合物。这种不饱和聚酯树脂类锚固剂主要有不饱和树脂、填料、固化剂、促进剂等组成。

6树脂锚固剂特点

①环氧树脂类锚固剂:由于环氧树脂是一种线性的高分子材料, 所以环氧树脂类锚固剂最主要的特点是强度大,抵抗冲击能力强。同时由于在环氧树脂中加入了固化剂、促进剂等,所以环氧树脂类锚固剂具有固化速度可调节、粘结性好的特点。但是环氧树脂类锚固剂成本较高,而且需要在含水量较高的环境中使用。

环氧树脂类锚固剂主要在煤矿基础设备安装、结构部件修复、地面建筑物加固等方面使用,较少在顶板支护当中使用。

②聚氨酯类树脂锚固剂:具有较强的耐水性和渗透性。但是这种树脂类锚固剂的强度较低,抵抗冲击的能力较低。

聚氨酯类树脂锚固剂主要应用在对煤巷中松散的煤体进行加固、对破碎的松散围岩进行加固以及在预防底板底鼓中进行应用。

③不饱和聚酯树脂类锚固剂:不饱和聚酯树脂类锚固剂的最主要的特点是固化速度快,而且这种锚固剂能够在多种复杂的环境中使用,所以适应性较强。同时这种不饱和聚酯树脂类锚固剂的成本较低,强度适中,能够抵抗一定的冲击,能够对一般强度的顶板进行加固支护。

不饱和聚酯树脂类锚固剂在煤矿中主要应用在对巷道顶板进行支护、加固破碎围岩中进行使用,是一种使用较为广泛的树脂类锚固剂。

7树脂锚固剂在煤矿中的具体应用

在煤矿中树脂锚固剂主要配合锚杆使用,主要包括:对顶板的支护、对破碎围岩的加固、巷帮支护。

84.1顶板支护

在大型煤矿生产当中,在地质条件和顶板条件适合的条件下,主要采用锚杆支护或者锚网索支护以及锚喷支护。在这几种采用锚杆对顶板的支护方式当中,树脂锚固剂发挥着重要的作用。在采用锚杆对顶板进行支护时主要的理论是悬吊理论,这种悬吊理论中主要是利用树脂锚固剂把锚杆与顶板的岩石结合在一起,利用树脂锚固剂的粘固力来对下层的顶板进行悬吊,从而对顶板进行加固。在利用锚杆对顶板加固时有全锚锚杆、半锚锚杆,具体的选用主要根据锚杆所承受的拉力进行选择。在一些不稳定的顶板当中要采用全锚锚杆,采用粘结力较强的树脂锚固剂,只有这样才能使锚杆通过树脂锚固剂与上层顶板结合在一起,形成预应力,减少顶板在短时间内的大量、快速下沉。

94.2对破碎围岩进行加固

在煤矿开采过程当中,有些巷道周围的围岩是比较破碎的,这些破碎的围岩抵抗压力的能力较小,如果不对其进行及时的加固将会产生严重的生产事故。在对这些破碎围岩进行加固时如果采用普通的加固方法将增加巷道的加固成本,而且效果还较差。而利用锚杆支护能够对这些破碎的围岩进行有效的加固。这种支护方法主要是锚网索联合支护。在这种支护中树脂锚固剂是最重要的,因为只有树脂锚固剂与围岩进行良好的粘结,才能使树脂锚杆能承受一定的拉力,才能对这些破碎的围岩进行有效的加固。在这种支护中主要采用的是全锚锚杆。在对这种破碎围岩进行锚杆支护时,如果围岩中含水量较高或者有微小裂纹水系,要选用具有快速粘结的树脂锚固剂。只有这样才能使锚固剂不被破碎围岩所含的水稀释掉。

104.3巷帮支护

在煤矿开采过程中,煤矿的主要运输大巷和主要回风大巷的服务年限比较长,而且要求巷道的断面较大。在以往的的支护当中主要采用支柱式支护或者柔性柱体支护,这些支护方式虽然能够对巷道进行支护,但是由于支护设备的体积较大,使得巷道的可用面积大大降低,而且支护的费用较高。采用锚网索联合支护的方法能够提高巷帮支护的质量,且不会造成巷道有效利用面积减少。在这种支护中树脂锚固剂主要采用的快速树脂锚固剂,树脂锚固剂以树脂药卷的形式填充到钻孔当中,在锚杆的旋转下药卷破裂,树脂锚固剂与锚杆和周围的岩体粘结在一起,形成一定的预应力,从而对巷帮围岩或煤层进行加固。这种树脂锚固剂的凝固速度较快,能快速形成拉力。在一些煤巷当中可以采用含水量较高的树脂锚固剂,因为这种锚固剂能快速凝固,粘结力较小,有利于在采煤机采掘这些煤层时将其中的锚杆抽出。

11参考文献

[1]^康红普 .高强度锚杆支护技术的发展与应用[J].煤炭科学技术,2000-02,

[2]^蒋颖.树脂锚固剂在煤矿生产中的应用[J].科技资讯,2014-09,

[3]^董克柱 .树脂锚固剂性能及其在封孔应用中的实验研究[J].辽宁工程技术大学学报:自然科学版,2008-03,

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