樹脂錨固劑,用作錨桿和柔性錨桿(錨索)的錨固介質(zhì),為煤礦和隧道的頂板和側(cè)幫提供支護(hù)。其配方獨(dú)特,易

于攪拌,安裝快速,強(qiáng)度高,有多種凝固速度的產(chǎn)品可供選擇。 
目前已在多種領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，具有以下性能特點(diǎn)：
1、承載快，錨固力大。具有“雙快一高”的特性：固化時(shí)間快（速度可調(diào)）、強(qiáng)度增長(zhǎng)快、強(qiáng)度高。安裝

后不僅能及時(shí)承受載荷，且錨固力大。
2、樹脂錨固劑適應(yīng)性強(qiáng)，使用范圍廣，可錨固各種木材、金屬、玻璃鋼體及其他剛性物體。樹脂錨固劑不

僅應(yīng)用于井巷支護(hù)、井筒安裝、水電工程預(yù)應(yīng)力錨桿加固，而且在建筑物加固，高速公路修補(bǔ)、隧道施工

、基礎(chǔ)生根、設(shè)備基礎(chǔ)及構(gòu)件錨固等領(lǐng)域有它廣泛的應(yīng)用之地。我公司還成功開發(fā)了在－10℃環(huán)境中使用

、－30℃環(huán)境中貯存的專用樹脂錨固劑。
3、安裝方便，支護(hù)效果好。
我公司生產(chǎn)的樹脂錨固劑質(zhì)量穩(wěn)定，品種齊全，可滿足用戶的各種需要。尤其是我公司自行研制開發(fā)成功

的雙速樹脂錨固劑因安裝方便，提高了施工速度，深受廣大用戶的好評(píng)，而且填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到國(guó)際

先進(jìn)水平。
4、抗水型樹脂錨固劑除以上特點(diǎn)外，當(dāng)有水存在時(shí)，具有增強(qiáng)快、強(qiáng)度高的特性，避免了水對(duì)樹脂錨固劑

固化速率、抗壓強(qiáng)度和錨固力的影響。
產(chǎn)品規(guī)格 ：
直徑有：￠21mm、 ￠23mm、￠28mm、￠32mm、￠35mm、 ￠42mm、￠70mm.
長(zhǎng)度有：300mm、330mm、350mm 、450mm、500mm、 600mm 660mm 、750mm 、 880mm等多種，還可根據(jù)用戶

需求定做。
建筑結(jié)構(gòu)膠：建筑結(jié)構(gòu)膠近幾年廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域的一種新型粘結(jié)材料，可用于建筑植筋、墻體粘鋼、

粘結(jié)炭纖維、灌縫等，具有速度快、強(qiáng)度高、操作方便等特點(diǎn)。
 
普通樹脂錨固劑在煤礦錨桿支護(hù)發(fā)揮著重要作用，但在遇水或者淋水的硐室中，由于水的作用，使得普通

樹脂錨固劑的性能降低，造成安全隱患。依據(jù)防水型錨固劑的基本原理。通過(guò)試驗(yàn)選擇錨固劑的樹脂類型

、速溶劑、促進(jìn)荊、阻聚劑的材料和配比，研究合成出新型的防水型錨固劑。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)對(duì)比，認(rèn)為防水型

錨固劑的性能指標(biāo)均能達(dá)到要求，能解決在有水情況的錨網(wǎng)支護(hù)問(wèn)題，提高安全系數(shù)。

關(guān)鍵詞：樹脂錨固劑；防水型錨固劑；描桿；支護(hù)

近年來(lái)，隨著礦井開采深度的增加和地質(zhì)條件的不斷變化，使樹脂錨固劑的應(yīng)用研究進(jìn)一步拓寬。然而，

由于井下作業(yè)條件具有極大的不確定性，在掘進(jìn)頭常有滲水、淋水現(xiàn)象發(fā)生。普通的水質(zhì)錨固劑因其本身

固有的性質(zhì)，在有水情況下的起凝固時(shí)間、錨固強(qiáng)度都會(huì)受到很大影響。因此，是研究防水型錨固劑的形

成機(jī)理，試驗(yàn)生產(chǎn)出防水型錨固劑，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 防水樹脂錨固劑的技術(shù)要求

樹脂錨固劑一般由特種聚合物樹脂、高強(qiáng)填料、固化劑、促進(jìn)劑及各種助劑構(gòu)成。在施工時(shí)，通常將樹脂

系統(tǒng)、固化劑系統(tǒng)分別裝在兩個(gè)容器中，按比例混勻?qū)⒒旌衔锶痘驍D壓進(jìn)基孔內(nèi)，再插入金屬螺栓即可

。

對(duì)樹脂錨固劑的基本要求：在常溫甚至低溫均能快速固化；固化物本體強(qiáng)度高；對(duì)基孔混凝土、石材及金

屬要求有極大的粘結(jié)力；固化物有耐水、耐酸堿、耐鹽、耐疲勞和耐老化的能力。但由于其本身固有的性

質(zhì)，在有水的情況下，這種樹脂的凝膠時(shí)間、錨固強(qiáng)度都受到很大的影響，表現(xiàn)為：在有水情況下比無(wú)水

情況下凝膠時(shí)間變慢，強(qiáng)度增長(zhǎng)速度變緩，最終強(qiáng)度也變小。

為了彌補(bǔ)上述樹脂的缺陷，新設(shè)計(jì)的防水型樹脂錨固劑應(yīng)達(dá)到以下基本要求：①根據(jù)分子設(shè)計(jì)原理，尋求

合成一種具有高強(qiáng)度、高活性和耐水性好的防水型不飽和聚酯樹脂；②尋求一種促進(jìn)效果比二甲基苯胺更

好的芳叔胺，作為錨固劑的促進(jìn)劑，使錨固劑能快速固化；③選擇能超快吸水的添加劑，阻止水對(duì)錨固劑

固化的影響；④篩選出合適的阻聚劑，使錨固劑的貯存時(shí)間大于3個(gè)月，在貯存期內(nèi)，錨固劑的凝膠時(shí)間無(wú)

漂移現(xiàn)象。

2 防水型樹脂錨固劑主要物質(zhì)組成

(1)196不飽和聚酯樹脂。苯乙烯占聚酯總重量的35％，酸值25mgKOH/g，粘度95S。

(2)SR水溶性不飽和聚酯樹脂。苯乙烯占聚酯總重量的34％，酸值20mgKOH/g，粘度124S。

(3)NS-1不飽和聚酯樹脂。苯乙烯占聚酯總重量的35％，酸值15mgKOH/g，粘度120S。

(4)過(guò)氧化苯甲酰(BPO)；2，4-二氯代過(guò)氧化苯甲酰(DCBPO)；二甲基苯胺；DMT；XS-1。

(5)固化劑-1：BPO占固化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的35％。

(6)固化劑-2：BPO和DCBPO占固化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的35％和3.5％；石粉等。

3 研發(fā)過(guò)程

3.1 樹脂種類的選擇

國(guó)內(nèi)通用的不飽和聚酯樹脂的室溫固化采用氧化/還原引發(fā)體系，主要采用有機(jī)過(guò)氧化酰/芳叔胺體系或者

有機(jī)過(guò)氧化酮/變價(jià)金屬離子兩個(gè)體系。兩體系錨固劑的力學(xué)性能都能滿足要求，但樹脂的固化受含水量的

影響顯著，因而在有水的場(chǎng)所，要求錨固劑中的樹脂有特殊的要求。

試驗(yàn)結(jié)果表明，環(huán)境中的含水量對(duì)不同樹脂的凝膠時(shí)間產(chǎn)生一定的影響如表1樹脂中的含水量增加。凝膠時(shí)

間延長(zhǎng)；凝膠時(shí)間受水影響最大的SR水溶性不飽和聚酯樹脂，其次是196不飽和聚酯樹脂，NS-1不飽和聚酯

樹脂受水的影響最小。根據(jù)試驗(yàn)對(duì)比，選擇了抗水性較強(qiáng)的NS-1不飽和聚酯樹脂作為耐水性錨固劑。

表1 水對(duì)樹脂凝膠時(shí)間的影響

3.2 高分子速溶粉的選擇

對(duì)水流比較大的巖洞，膠泥和固化劑在攪拌摻合過(guò)程中，如果未能及時(shí)凝膠，這時(shí)膠泥會(huì)變稀，甚至從巖

洞中沖出來(lái)。為了解決此問(wèn)題，在樹脂中添加了2％的NS-1速溶膠粉，這種膠粉可以遇水瞬間吸水，阻止了

水在樹脂中的擴(kuò)散，即使樹脂中的含水量高達(dá)30％，樹脂粘度未下降反而提高，固化后體積不但不收縮反

而膨脹，相對(duì)來(lái)說(shuō)錨固段變長(zhǎng)，錨固力變大，但其變化并不是無(wú)止境的，當(dāng)達(dá)到一定程度后會(huì)下降。而且

含高分子速溶膠粉的樹脂膠凝時(shí)間同無(wú)水樹脂相同。膠凝時(shí)間不受影響如表2。

表2 膠粉對(duì)樹脂膠凝時(shí)間的影響

3.3 促進(jìn)劑的選擇

通過(guò)對(duì)凝膠時(shí)間、固化時(shí)間、溫度、固化劑含量如表3、固化劑力學(xué)性能如表4，發(fā)現(xiàn)所選擇的兩種促進(jìn)劑

的凝膠時(shí)間和固化時(shí)間都隨著促進(jìn)劑的含量增加而縮短，并且DMT要比DMA的大約縮短2倍以上；DMT的凝膠

時(shí)間和固化時(shí)間要比DMA的受濃度影響小；兩種促進(jìn)劑的凝膠時(shí)間都隨溫度的升高而縮短，但是低溫對(duì)DMA

的凝膠時(shí)間影響顯著，特別是低溫影響更嚴(yán)重，而DMT受溫度影響小得多；DMT的凝膠時(shí)間隨著固化劑含量

的增加凝膠時(shí)間要比DMA的要縮短2倍以上，固化時(shí)間比DMA的要縮短1.6倍以上；DMT和DMA的錨周劑的力學(xué)

性能(抗壓強(qiáng)度和錨固力)相近(參見(jiàn)表5)。從以上的分析和比較，認(rèn)為DMT比DMA更適合做防水型錨固劑的促

進(jìn)劑。

3.4 阻聚劑的選擇

對(duì)于錨固劑來(lái)說(shuō)，由于填料石粉中含有大量的過(guò)渡元素，而且膠泥中加有促進(jìn)劑DMT，這就使得錨固劑在儲(chǔ)

存時(shí)不穩(wěn)定。常用的不飽和樹脂阻聚劑為：對(duì)苯二酚、叔丁基鄰苯二酚和環(huán)烷酸銅。然而對(duì)苯二酚和叔丁

基鄰苯二酚的含量過(guò)多時(shí)，錨固劑凝膠時(shí)間延長(zhǎng)嚴(yán)重，影響固化；含量過(guò)少時(shí)，錨固劑的貯存穩(wěn)定性受限

；萘醌的含量的錨固劑的凝膠時(shí)間和貯存穩(wěn)定性沒(méi)影響，但石粉中加有含鐵量物質(zhì)較多時(shí)，凝膠時(shí)間的漂

移較嚴(yán)重。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，選用對(duì)苯二酚、環(huán)烷酸銅、萘醌和MHQ組成的復(fù)合阻聚劑，80℃熱穩(wěn)定超過(guò)20h，凝

膠時(shí)間未漂移。

4 防水型錨固劑和普通錨固劑性能對(duì)比分析

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，生產(chǎn)的防水型樹脂錨固劑與普通樹脂錨固劑的性能進(jìn)行對(duì)比(參見(jiàn)表6、表7)，防水型

錨固劑在有水的情況下的錨固力和普通錨固劑在無(wú)水情況下的凝膠時(shí)間和錨固力相同，說(shuō)明此樹脂錨固劑

完全可以在有水流或淋水的洞室中使用，錨固性能較好。適應(yīng)性強(qiáng)。防水型樹脂錨固劑在有水的條件下固

化不受水分子干擾，其粘結(jié)力和錨固力均有所提高；在支護(hù)過(guò)程中能及時(shí)有效的承受載荷，對(duì)有水流的洞

室加固、支護(hù)都能起到很好地預(yù)緊力作用。

表6 防水型樹脂錨固劑和普通型樹脂錨同劑性能對(duì)比

表7 防水型樹脂錨固劑的技術(shù)指標(biāo)

5 結(jié)論

研發(fā)的防水型錨固劑在開采下組煤的葛泉東井得到了成功應(yīng)用，解決了井下出水或者淋水時(shí)錨網(wǎng)支護(hù)問(wèn)題

，而且加快了采掘速度，具有巨大的應(yīng)用和推廣前景。