[发明专利]一种防水型锚固剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种防水型锚固剂的制备方法，属于煤矿技术领域。本发明用三聚氰胺和沥青共同改性酚醛树脂，以无碱玻璃纤维为填料，结合大理石粉和促进剂，制备出一种防水锚固剂；三聚氰胺改性酚醛树脂具有较高的硬度和热稳定性能、高的透明度、优秀的耐磨性和阻燃性能、以及高的表面平滑度，沥青属于憎水性材料，它不透水，也几乎不溶于水，用沥青和三聚氰胺共同改性酚醛树脂，使得制备的锚固剂具有良好的防水性能，且强度较高；利用无碱玻璃纤维的强度和刚性，使应力在基体和界面之间进行有效的传递，使基体得到增强，玻纤表面粗糙多孔，具有一定流动性的基体树脂渗入其表面的“凹槽”中，固化后实现粘结，即所谓的“抛锚效应”。

技术领域

本发明涉及一种防水型锚固剂的制备方法，属于煤矿技术领域。

背景技术

我国幅员辽阔，煤田分布太广，使用环境相差很大，对树脂锚固剂的适用性提出了很高的要求。目前树脂锚固剂在低温矿井的使用会有凝胶时间变慢，达不到中华人民共和国煤炭行业标准MT146.1—2011的要求。

在煤炭生产中，巷道、硐室经常会因掘进和采动等影响使围岩承压过高而出现底鼓，强烈的底鼓会引起巷道断面变小，使巷道基础不稳，生产运输受阻，通风不畅。造成巷道底鼓的原因很多，许多学者都进行过详细的研究。康红普经过分析底板岩层稳定性，认为底鼓的一个主要原因是岩石自身的遇水膨胀。姜耀东、陆士良通过研究分析得出造成底鼓的一个主要原因是遇水膨胀性底鼓。潘一山等在研究巷道底鼓时间效应和软岩遇水膨胀引起的底鼓现象的基础上，建立了底板岩层渗水膨胀软化模型。另外，西德斯曼、卓青松等多名研究者的研究也表明巷道底鼓和软岩遇水膨胀有关。在底鼓治理的研究方面，底鼓锚固是一种切实

可行且行之有效的处理方法，但普通锚固剂，遇水后固化时间延长、强度降低，甚至有的遇水完全不能固化。勾攀峰、薛亚东、Shutongyang等诸多研究者注意到了水对树脂锚杆、锚索锚固力的影响，并专门进行了研究。胡斌对钻孔淋水与锚固效果进行了详细研究。对于耐水锚固剂也有部分研究，杨绿刚通过选取不同的不饱和聚酯树脂进行了防水树脂锚固剂的试验研究；同时，吴国金、张少波、卢成、葛新等分别做了许多锚固剂锚固效果与水之间关系的研究。但聚氨酯遇水发泡，在处理破碎围岩时有用，在处理含水围岩时锚固力不足，不能很好地解决含水底鼓围岩的锚固问题。也有研究者研究耐水锚固剂，但效果并不是很理想。

近年来，随着矿井开采深度的增加和地质条件的不断变化，使树脂锚固剂的应用研究进一步拓宽。然而，由于井下作业条件具有极大的不确定性，在掘进头常有渗水、淋水现象发生，普通的水质锚固剂因其本身固有的性质，在有水情况下的起凝固时间、锚固强度都会受到很大影响。因此，研究防水型锚固剂的形成机理，试验生产出防水型锚固剂，对煤矿安全生产具有现实意义。

树脂锚固剂一般由特种聚合物树脂、高强填料、固化剂、促进剂及各种助剂构成。在施工时，通常将树脂系统、固化剂系统分别装在两个容器中，按比例混匀将混合物塞嵌或挤压进基孔内，再插入金属螺栓即可。对树脂锚固剂的基本要求:在常温甚至低温均能快速固化；固化物本体强度高；对基孔混凝土、石材及金属要求有极大的粘结力；固化物有耐水、耐酸碱、耐盐、耐疲劳和耐老化的能力。但由于其本身固有的性质，在有水的情况下，这种树脂的凝胶时间、锚固强度都受到很大的影响，表现为:在有水情况下比无水情况下凝胶时间变慢，强度增长速度变缓，最终强度也变小。

为了弥补上述树脂的缺陷，新设计的锚固剂应达到以下基本要求：①根据分子设计原理，寻求合成一种具有高强度、高活性和耐水性好的防水型不饱和聚酯树脂；②寻求一种促进效果比二甲基苯胺更好的芳叔胺，作为锚固剂的促进剂，使锚

固剂能快速固化；③选择能超快吸水的添加剂，阻止水对锚固剂固化的影响；④筛选出合适的阻聚剂，使锚固剂的贮存时间大于3个月，在贮存期内，锚固剂的凝胶时间无漂移现象。

发明内容