[发明专利]具有碳添加剂的树脂体系

说明书

相关申请

本申请要求2009年11月2日提交的名称为“具有碳添加剂的树脂体系（Resin System With Carbon Additive）”的美国临时专利申请No.61/257,176的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及用于地下采矿作业中的锚固系统的树脂灌浆，尤其是涉及用于稳定诸如岩石用锚杆或锚索之类的加强部件（本文中统称为锚固锚杆或加强部件）的树脂灌浆。

背景技术

目前可获得的、用于对地下矿井中的加强部件进行锚固的树脂灌浆通常被装在细长的双室药包（cartridge）内，该双室药包中含有：(1)可固化的聚酯树脂组合物；以及(2)催化剂（例如，过氧化苯甲酰）。所述药包通常由可破碎的薄膜制得。在钻出锚固锚杆用的钻孔后，将药包插入钻孔的封闭端。当将锚固锚杆插入钻孔并旋转时，药包破碎从而使得这两种组分混合，并开始发生固化反应。固化反应的凝胶时间或凝固时间通常为若干秒至若干分钟不等。根据树脂凝胶时间的不同，通常使锚固锚杆以100转/分钟的转速旋转3秒至10秒（通常为20转至60转）。

本文所使用的术语“注浆”、“注浆体系”、“灌浆”和“灌浆体系”是指硬化以锚固空间中的加强部件的物质。例如，可以采用药包的形式来提供注浆，该药包具有填装聚酯树脂的室和填装催化剂的室，这样一来，当药包破碎从而使树脂与催化剂混合时，便可以将加强部件锚固在空间中。如Bivens等人的美国专利No.4,280,943（其全部内容以引用方式并入本文）中所定义的那样，凝胶时间表示由反应性组分的混合至混合物中的树脂硬化或僵化所经历的时间。树脂的凝胶时间被认为是树脂凝固所需的时间，例如，凝胶时间通常为10秒至2分钟，在美国通常为10秒、30秒、60秒、或120秒。

在美国，人们通常会购买处于预抑制和/或预促进状态下的矿顶加强部件用树脂灌浆。例如，主剂树脂（base resin）的凝胶时间通常可能为20分钟，可以通过加入抑制剂和促进剂来调节其凝胶时间。这样，人们会购买具有所需凝胶时间的聚酯树脂，该凝胶时间可以通过使用抑制剂和促进剂以分别减慢或加快凝胶时间来进行调节。当温度较高并且/或者促进剂含量较高时，凝胶时间较短，反之亦然。

题为“Standard Specification for Roof and Rock Bolts and Accessories”（顶部和岩石用锚杆及配件的标准规定）的ASTM编号F 432–04针对化学注浆材料规定了速度指数，该指数表示在试验时，由混合完成至达到4000磅的锚固水平所经历的时间，该试验是根据该标准规定的实验室试验来进行的。根据该标准，依照下表I中的速度指数分类体系来鉴定注浆，其中，最大固化时间为达到4000磅的试验负荷所花费的时间。

表I

  速度指数最大固化时间（秒）  1515  3030  6060  240240  600600  1000>600