專利名稱：錨固體系及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及錨固體系及其使用方法。本發(fā)明還涉及用于錨固礦用錨桿和其它支護(hù)的樹脂體系。
背景技術(shù)：
眾所周知，雙速樹脂體系用于錨固礦用錨桿和鋼筋束，從而在礦中提供頂部和側(cè)壁支護(hù)。具體來說，將所述樹脂體系提供于藥囊(capsule)中，將藥囊插入鉆孔，之后以一定的方式將其刺破，從而使內(nèi)容物混合并隨后固化。藥囊可以包含兩個室。第一室可以既包含快速又包含慢速的增強(qiáng)型、觸變性聚酯樹脂漿料(液體)，而第二室可以包含有機(jī)過氧化物催化劑(也為液體)。在藥囊中，樹脂和催化劑是彼此相互隔離的，從而防止在所述的室被刺破之前發(fā)生反應(yīng)。包裝有各種比例的快速樹脂和慢速樹脂的藥囊是市售可得的，例如50%的快速樹脂和50%的慢速樹脂，或者40%的快速樹脂和60%的慢速樹脂。雙速樹脂的使用能夠使錨桿預(yù)張拉?！翱臁彼贊{料朝著藥囊的一端設(shè)置，而“慢”速樹脂朝著另一端設(shè)置。這里所使用的術(shù)語“漿料”(mastic)是指含有填料的液體成分。例如，可以有樹脂漿料(添加填料的液體成分)和催化劑漿料(添加填料的液體成分)。為了刺破藥囊以使室中的內(nèi)容物得以釋放并混合，例如，可以使緊靠藥囊的錨桿 (或其它加強(qiáng)部件)原地旋轉(zhuǎn)以使藥囊破碎，使所述成分混合，從而使?jié){料固化。將藥囊插入鉆孔，使得“快”速的一端緊靠孔的頂部，由此使得插入鉆孔中的錨桿首先被位于孔頂部的固化漿料錨固。藥囊在鉆孔中的放置方向(首先插入“快”速端)對錨固介質(zhì)能否成功提供支護(hù)而言是重要的。具體而言，在錨桿被錨固在鉆孔的頂部之后，便可以在錨桿的另一端擰緊螺母，從而對緊靠礦頂面的相連的支護(hù)板施加壓縮力，進(jìn)而壓緊下垂的礦頂。為了成功地壓擠鄰近錨桿的礦頂區(qū)域，在充分上緊螺母以前，不應(yīng)使?jié){料錨固錨桿中除鉆孔頂端以外的部分。只有在充分上緊螺母之后，才能使朝著錨桿另一端設(shè)置的“慢”速樹脂完全固化，從而錨固錨桿的剩余部分。為了區(qū)分藥囊包含“高”速樹脂的一端，可以將著色劑加入一種或更多種樹脂中，以作為識別特征。因此，這種染色或著色效果可起到指示凝膠時(shí)間的作用?？梢垣@得不同長度(2英尺至6英尺)和直徑(3/4英寸至Ρ/4英寸)的樹脂藥囊。在美國，人們通常會購買處于預(yù)抑制或預(yù)促進(jìn)狀態(tài)下的礦頂支護(hù)用樹脂。例如，主劑樹脂(base resin)的凝膠時(shí)間通常可能為20分鐘，可以通過加入抑制劑和促進(jìn)劑來調(diào)節(jié)其凝膠時(shí)間。換句話說，人們會購買具有所需凝膠時(shí)間的聚酯樹脂，該凝膠時(shí)間可以任選地通過使用抑制劑和促進(jìn)劑以分別減慢或加快凝膠時(shí)間來進(jìn)行調(diào)節(jié)。樹脂的凝膠時(shí)間被認(rèn)為是樹脂凝固所需的時(shí)間，例如，凝膠時(shí)間通常為10秒至2分鐘，在美國通常為10秒、30 秒、60秒、或120秒。更具體來說，如在Bivens等人的題為“Organic Grouting Composition for Anchoring a Bolt in a Hole”(用于在孔中錨固錨桿的有機(jī)注漿組合物)的美國專利No. 4，280，943(其全部內(nèi)容以引用方式并入本文)中所闡述的，本文所使用的樹脂配制物的凝膠時(shí)間定義為由反應(yīng)性成分的混合至混合物(例如，樹脂與引發(fā)劑/催化劑的混合物)中的樹脂硬化或僵化所經(jīng)歷的時(shí)間。當(dāng)溫度較高并且/或者促進(jìn)劑含量較高時(shí)，凝膠時(shí)間較短，反之亦然。本文將單獨(dú)對凝膠時(shí)間試驗(yàn)進(jìn)行討論。如美國專利No. 4，280，943所闡述的，本文所使用的樹脂配制物的固化時(shí)間為組合物達(dá)到全強(qiáng)度、或者強(qiáng)度相對于其最終強(qiáng)度達(dá)到高的百分比所需要的時(shí)間，理想的目標(biāo)為，所述組合物在一小時(shí)以內(nèi)達(dá)到最終強(qiáng)度的約80%。已知在固化過程中，樹脂與孔壁以及樹脂與加強(qiáng)部件之間達(dá)到盡可能強(qiáng)的界面粘合是非常重要的。特別是，在該過程中，由于頂部剛暴露不久，因此通常還不能獲得由巖層彼此相對移位而達(dá)到的有利的楔固效應(yīng) (keying effect)。題為"Standard Specification for Roof and Rock Bolts and Accessories”(頂部和巖石用錨桿及配件的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定)的ASTM Designation F 432-94針對化學(xué)注漿材料規(guī)定了速度指數(shù)，該指數(shù)“表示在試驗(yàn)時(shí)，由混合完成至達(dá)到4000磅的錨固水平所經(jīng)歷的時(shí)間(單位為秒)”，該試驗(yàn)是根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)來進(jìn)行的。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，依照下表1中的速度指數(shù)分類系統(tǒng)來鑒定注漿配制物，其中，最大固化時(shí)間為達(dá)到4000磅的試驗(yàn)負(fù)荷所花費(fèi)的時(shí)間。表 權(quán)利要求
1.一種調(diào)節(jié)注漿體系的凝膠時(shí)間的方法，該注漿體系用于錨固礦用加強(qiáng)件，所述方法包括向所述注漿體系的引發(fā)劑中加入抑制劑，該抑制劑和該引發(fā)劑一起被設(shè)置于多室可破碎包裝的第一室中。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述引發(fā)劑為催化劑漿料。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述引發(fā)劑為自由基生成組分。
4.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述引發(fā)劑包括過氧化苯甲酰。
5.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述抑制劑為自由基抑制劑。
6.權(quán)利要求5所述的方法，其中所述抑制劑選自由萘醌和氫醌組成的組。
7.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述注漿體系還包括位于所述多室可破碎包裝的第二室中的樹脂漿料。
8.權(quán)利要求7所述的方法，其中所述樹脂漿料包括含有苯乙烯單體交聯(lián)劑的聚酯。
9.一種調(diào)節(jié)樹脂_催化劑體系的凝膠時(shí)間的方法，該樹脂_催化劑體系用于錨固礦用加強(qiáng)件，所述方法包括將抑制劑加入所述體系中的與樹脂分開的催化劑中。
10.一種錨固礦用加強(qiáng)件的方法，該方法包括 提供鉆孔；將藥囊插入所述鉆孔，所述藥囊具有(1)含有樹脂漿料的第一部分和(2)含有催化劑漿料和抑制劑的第二部分，其中，所述抑制劑基本上只設(shè)置在所述第二部分內(nèi)的部分催化劑漿料中；將加強(qiáng)件插入所述鉆孔；旋轉(zhuǎn)所述加強(qiáng)件以刺破所述藥囊，并使所述樹脂漿料、催化劑漿料和抑制劑混合； 保持所述加強(qiáng)件靜止達(dá)第一段時(shí)間。
11.權(quán)利要求10所述的方法，其中將所述藥囊插入所述鉆孔，使得所述藥囊的一端毗鄰所述鉆孔的封閉端。
12.權(quán)利要求10所述的方法，其中同時(shí)將所述藥囊和所述加強(qiáng)件插入所述鉆孔。
13.權(quán)利要求10所述的方法，還包括在所述第一段時(shí)間之后，對所述加強(qiáng)件進(jìn)行張拉。
14.一種注漿體系，該注漿體系用于錨固礦用加強(qiáng)件，該注漿體系包括包含由聚合物膜所形成的管狀部件的包裝，并且該包裝具有分隔的第一室和第二室； 設(shè)置于所述第一室中的樹脂漿料； 設(shè)置于所述第二室中的催化劑漿料和抑制劑。
15.權(quán)利要求14所述的注漿體系，其中所述催化劑漿料包括過氧化苯甲酰。
16.權(quán)利要求14所述的注漿體系，其中所述抑制劑包括萘醌。
17.權(quán)利要求14所述的注漿體系，還包括位于所述第一室中的著色劑。
18.權(quán)利要求14所述的注漿體系，其中所述著色劑為染料。
19.權(quán)利要求14所述的注漿體系，其中所述樹脂漿料包括含有苯乙烯單體交聯(lián)劑的聚
20.權(quán)利要求14所述的體系，其中所述樹脂漿料包括甲基丙烯酸甲酯。
21.權(quán)利要求14所述的體系，其中所述第二室包括既設(shè)置有催化劑漿料又設(shè)置有抑制劑的第一部分、以及設(shè)置有基本不含抑制劑的催化劑漿料的第二部分。
22.權(quán)利要求14所述的體系，其中所述催化劑漿料和所述樹脂漿料中的至少一種包含石灰石。
23.一種使樹脂-催化劑體系實(shí)現(xiàn)基本均勻固化的方法，該樹脂-催化劑體系用于錨固礦用加強(qiáng)件，所述方法包括將抑制劑加入所述樹脂-催化劑體系中的引發(fā)劑中，使得所述體系的凝膠時(shí)間不依賴于樹脂與催化劑的比例，其中，所述樹脂與催化劑的比例為約1 1至約9 1。
24.權(quán)利要求23所述的方法，其中所述樹脂與催化劑的比例為約1.5 1至約4 1。
25.權(quán)利要求24所述的方法，其中所述催化劑包括過氧化苯甲酰。
26.權(quán)利要求24所述的方法，其中所述抑制劑包括萘醌。
全文摘要
一種調(diào)節(jié)注漿體系的凝膠時(shí)間的方法，該注漿體系用于錨固礦用加強(qiáng)件，所述方法包括向注漿體系的引發(fā)劑中加入抑制劑，該抑制劑和該引發(fā)劑一起被設(shè)置于多室可破碎包裝的第一室中。
文檔編號C08L33/10GK102292520SQ201080005026
公開日2011年12月21日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月20日
發(fā)明者沃爾特·尼爾·西蒙斯, 沃爾特·約翰·西蒙斯 申請人:J-洛克公司