JPS59158900A - ロツクボルト固着用グラウチング材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は地層に口２・クボ月用を固着−」るための冒、
ツクポルト固者用グラウチンク祠に関ずイ）７．１コッ
クボルトまたはルーフボルトは、地層を整合状態６、二
保持し、このような地層を支１青するノこめ・に、鉱山
作業その他で使用されている。かかる１コ・クポルトは
、地屓内に通常はその地層の１１層線にり・ｌ　ｌ−、
−Ｕ成る角度をなして穿孔され人：孔の中４．−固着さ
れる。

一部のロックポルドルこは、口・ツクボルトを穿（′し
した孔内で堅固に保持するために、その先端部に穿孔内
で機械的に拡張させうる固定装置か設けられ−Ｃい＝）
。

場合により、Ｉ」ツクホルトを保１．１するのをｌＪ＋
　＋Ｊ−るために穿孔内にｊｌｊＥ機セメアセメン１さ
れてき人・（米国特Ｉ（第２，６８２，１５２号ン。無
）浅セメン）・質祠利が入った破断可能なパノゲーシも
穿孔内で使用され−Ｃきた（米国船許第４．１．２６，
００３号、同第４．１．２６，００５号及び同第４．１
．２７，００１号）。セメント質材料か入ったバフケー
ジをロックボルトて破り、ｔ：ｙ　１．クホルトを振り
動かしてセメント質各成分を混合する。その後、七ノ′
ン＋・’Ｒ＋Ｊ　Ｉ−ｆか固化Ｕ７、”　ノ’）　ホル
）を保持すルヨうに４くる上しＣ１・とのボルトをその
ままＷ？め゛（おく。

−Ｔニよ−１７４Ｘ１月旨、ポリ・ウルクン′４表１月
ト不飽卑（Ｉポリニスうル）Ａｊ脂シ［−１ノブなどの
％ｉ機重合性樹脂祠料も同様５））　、／Ｊ法により破
１仇性容器内に収容して使用されてきた（米１’１ｊｔ
ｌ　’ｆｓｊ許第３．６１．ｉ（，３２６号、同第３．
３０２，４１０号、同第４．２１１．．６８１号及び同
第４，１３６，７７４−ビ）。このよっな硬化性（Ａ利
は、ロックホル（の技術分野でしょグラウチング材と一
般にＩＩＪはれている。この種の４４１１’４として、
）二！ツクポルトをその穿孔内に固定するだめの月相の
ゲル化および硬化の速度、穿孔内での混合か容易なこと
、ならびに使用前の貯蔵メｊ命か許容水ｌ（弓こあるこ
とから、有機重合性樹脂か好ましい。かか【）グラウチ
ング月組成物は、通常、２種類の反応１７［薬剤を合有
し１、−の両薬剤は破断可能な隔壁乙こより区分さ木１
５人−２つの区室を有する１個の共通バノゲーシ内に収
容されている。有機車台性樹脂刊料ＩＪ：無村見セメン
ト質本３１：Ｉよりかなり高（曲である。そのため、Ｙ
ｉ機小合性ｆＡ’Ｊ脂材料は、通常、砂、シリカなとの
安（１１１己シネ活性微粉状充ｔｉ　’ｔＡ物質と混合
される。Ｙｊ機単１１性樹脂Ｈ料番よ一般に硬化により
収縮を受り、これはその使用時のり１Ｆ点とムリうる。

発泡性樹脂組成物の使用は、この固有の収縮という難点
を克服するために提案されたものである。たとえ（Ｊ、
米国特ｄ′Ｉ第４、１３６，７７４　号には、ニーｌｌ
１Ｈ′ＬＣ炭素カスを発」、させて杉、）脂＋Ａ料を発
泡さ−けるためにｉ・：炭酸アンモニウムおよび重炭酸
す１ヘリウムを使用することか提案されて（、′する。

低沸点＞＋ν体も検ｔｉ−１され７Ｃか、否定されノコ
４．不飽和ポリエステル樹脂とフイソン了不−（・なら
びに多価アルコールもしく（：匙マシ油七の絹合せか発
泡性（Δ４脂組成物を形成するための）オ料とし７て上
記米国特許に記載されている。また、この同し米国特許
第４゜１３６．７７．１号に、断層または裂溝のために
［」７クホルトの不安定な固定か起こりうる場合にば、
硬化によるクラウチンク祠料のかなりの発泡か必要−Ｃ
あることが１忍識されている。

ルーフポル川・用クラウチンクＨに必要とされているの
は、硬化中の組成物の発泡、適当な貯蔵寿命、比較的低
価格であること、固定さ才′シたロノクホル）・を堅固
なアンカーとして保持１ノでおくために発泡後の構造特
性か十分であること、および使用時の利便さである。

本発明により、上述した各種の要件を満たず、発ｉｆ＞
、　ｌＩ＋、３・リリ１化・＋９、のし１ツクポルト固
着用クラウチ”ンク（、イノ］・提供さＬ′シイ）。こ
の・グラウチング材は下記成分：不飽Ｈ１ｊボリエスラ
・ル樹脂シＬ」ツブ；１１′＃扮１ｙ、無機炭酸塩もし
くは重炭酸塩；ｊ故１５）扶ヒ［１−ｌオキシ塩化アル
ミコ〜ウム（，１１ＢＨＩＩｉｎｕｍｃｌ＋Ｉｏｒｈｙ
ｄｒｏｘｉｄｅ）　　（ごれは通常は水溶液の状態で供
給される）；ならＣ）・に 不飽和ポリエステル（Δ１脂シし１ツブの硬化を開始さ
−するための適当な触媒、 ０＞　＆Ｊｉ合せを含有する。このグラウチング材には
、場合により、少量の塩化アルミニウムが発泡腸性の同
士のためにさらに添加されていてもよい。

本発明のグラウチング４Ａとして使用しうる好ましい組
成物は、特開昭５７−６３３１９号に記載されている。

Ｉ−記成分の組合セぶらなるグラウチング材は、ロック
ボルトのクラウチンクに使用するのに非常に適している
ことか見出された。」−記の各成分は、混合すると１、
好適条件下では、急速に硬化して体積か約１００シロ以
１−２も膨張する。実際の膨張度は各成分のに１１合を
変えることにより調整できる。

本発明はさらに、パッケージに収容されたロックポルト
固箔用グラウチンク祠も提供する。ごのグラウチング材
において、不飽和ポリ：ｌニスラ〜ル＋Ｊ４１１旨：＞
　ｍｌｌダグよび１故粉状無機炭酸塩またはｔ　ｉ１ｉ
炭酸塩は、微粉状ヒｐ’　Ｌ：ｌオキシ塩化アルミニウ
ム、お、（、ひ触媒から、破断可能な隔壁により隔λ１
１されてパ局−−シ内に収容されている。使用時に、Ｙ
〕ノクホル１〜がパッケージを突き破ると、パソケーン
内のＩＶＡ壁か破られ、次いてロックポルトの振り勅か
しにより成分の緊密４〈ｌ昆もか行われる。

以下、実施例に関連させて１、本発明をさら６と１１￥
細に説明］′る。本明細書における［−％ｌば特にこと
わりかない限り１重量％」である。

犬屍−１舛よ ２つの隔離された区室を有する。　ノクホルＩ・用１工
１脂パ・ノゲーシに下記組成物を充堪した。

Ｋ１へ−（薬剤Ａ） 不飽和ポリエステル１ム（脂シロップ　　２０３８．ｇ
（Ｆｒｅｅｍａｎ　５ｔｙｐｏ１　４１脂４Ｏ−４（＋
１２）粉末状炭酸カルシウム　　　　　　　３３３８　
ｇ重合促進剤（フェニルエチルエタ　　　　９Ｅノール
アミン） 薬剤への全成分を緊密に混合し、樹脂バ・ノケージの片
方の区室に入れる。

１に±１３−（薬剤１３） ヒ）：’　ｌ：ｌオキシ塩化アルミニウム　　　　　３
３４０　ｇ（５０％水ｌ容液） 塩化アルミニウム（３２°Ｂ　）　　　　　　　　２５
０　ｇ界面／＋１１性剤　　　　　　　　　　　　　　
　１２ｇ１ｆＩ１１：媒（過酸化ヘンジイル、３５％ベ
ースｌ−）６００ｇ薬剤Ｈ薬剤成分を緊密に混合し、樹
脂パッケージの他方の隔離されノこ区室に入れる。

この樹脂パッケージをシールする。−１−４記の組成物
は、触媒およびヒドロ、オキソ塩化アルミニウムが不飽
和ポリエステル樹脂シロップと隔離されて保持されてい
る限り、６部月を超える貯蔵寿命を有する。

上記パノゲージ内には、薬剤Ｂを１部に対して薬剤Δを
３部の割合で充填した。

薬剤へと１３を混合すると、混合物の体積が増大し始め
る。ケル化時間は、７０下（２１°Ｃ）で約１．５分て
あり、発熱ピークは約１６０下【７１℃）であった。硬
化した混合物の体積は最初の組成物の約１．５倍であっ
た。硬化後の混合物は硬度、強度ともに高く、密度は約
６０〜６５ボンＦ’　／立方フィート　（９６０〜＋−
０４０ｋ　Ｆ、。

／渭）であった。この組成物の別の利点は、水の存在ト
でも硬化することである。

傑作 本発明の樹脂パッケージの形態のグラウチング利を使用
した場合の操作について、添付図面を参照して説明する
。１０は数層の地層１１．１２．１３を貫通し−ζ穿孔
された孔である。第１図に示すように、樹脂パッケージ
１４を穿孔１０の先端部に挿入する。その後、第２図に
示すように、ロックポルＩ・１５を穿孔１０の中に挿入
すると、これがパンケージ１４を突き破り、樹脂成分１
６を放出させて、混合可能になる。〆見合はＩコックポ
ルＩ・１５をすばやく回すか、揺り動かすことにより達
成できる。混合か行われたら、樹脂成分１６が硬化およ
び発泡するまで、ロックポルｌ−１５をそのままの位置
に保持しておく。第３図に示すように、樹脂混合物１６
は亀裂および裂溝１７の中−Ｃ発泡および硬化する。ロ
ックポル１−１５の設置は、ロックポルＩ・プレート１
８とネジ込みナノ１−１９をロックポルＩ・１５に装着
することにより完了する。

樹脂パッケージの形態の１例を、第４図に示す。

図中、２０はソーセージのケーシングに似たゲージング
であり、これば２（囚の区室２１．２２を有している。

ゲージング２０の両端は、ソーセージケーシング結節（
或いはタイ）２３により締結することができる。

第５図に示すように、一方の区室２１はそれ自身のう“
−ロック２４の内部に自蔵されたものとし、他方の区室
２２はゲー　シング２０．２４により形成された環状の
１メ室とするＣとかできる。第６図に示す別の例では、
外側ケーシング２０がバリヤーフィルム２５を有してお
り、このフィルム２５により２個の区室２１．２２が隔
離されている。

穿孔１０の長さは、普通４〜１６ｆｔ　（１，２〜４．
９　ｍ　）である。パッケージ１４は、直径が穿孔１０
より小さく、１えさはホルトの固定に必要な量の樹脂を
供給するのに１分なものとする。１ｌｉｌｉｌの穿孔１
０の中に２個以上の樹脂パッケージを挿入してもよい。

処理する地層に裂溝、微孔、亀裂などがある場合には、
樹脂組成物の量を増して、硬化した材料がこれらの渦、
微孔、亀裂などの内部に入り込んで発泡ずイ〕ことかで
きるようにする。

ＪＫ分 −１ご一室へ勿ｊ詣− 一１ミ飽１址４（丈−再−不−チー少−法■庄ン±Ｊこ
の樹脂シロップは、通常、重合性不飽和ポリエステル樹
脂をスナレンなどの共重合性モノマーに溶）Ｎ′させた
溶液である。不飽和ポリエステル樹脂１よ、通常、ポリ
カルボン酸または酸無水物とポリオールとの反応生成物
である。ポリカルボン酸の少なくとも一部は、生成する
不飽和ポリエステル樹脂の架橋を可能にするエチレン型
不飽和結合を含有している。

このような酸および無水物として一般に使用されている
のは、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、フタル
酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等であ
る。ポリオール成分は、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコールなとのグリコール類
、またはジカルボン酸のアルギレングリコールもしくは
ポリアルキレングリコールエステル ルとのジエステル）なとのヒドロキシ末端エステルでよ
い。

別の不飽和ボリエスラ・ル類は、アクリル酸もしくはメ
タクリル酸などのエチレン型不飽和モノカルホン酸をビ
スフェノール類などのポリオール化合物と化合させるご
とにより形成することができる。また別の不飽和ポリエ
ステル樹脂は、ビスフェノールのジグリシジルエーテル
にアクリル酸またはメタクリル酸などのエチレン型不飽
和カルボン酸を反応させ４）、二とにより製造できる。

この種の組成物は、２以」−２のエステル結合を含有し
、エチレン型の不飽和結合を自していイ）ために、不飽
和ポリエステル樹脂と特徴つりることかできる。

不飽和ポリエステル樹脂に対するキャリー？−となるＪ
’＜　ｍ　合性モアツマ−は、通常、スチレン、ビニル
［ルエン、ジビニルヘン１ｚン、アクリルエスラール、
メタクリルニスつ−ル、アクリル酸、メタクリル酸なと
の：Ｉチレン型不飽和化合物である。一般に、この共重
合性モノマーは、不飽和ポリエステル樹脂ソロソゾの約
２５〜５０重量％を占め、不飽和ポリエステル成分かシ
ロップの残りの７５〜５３重量％を占めと）。、：／″
Ｄ　、７ソ°はほかに少量のヒドロキノンなと゛の重合
禁止剤を段有していてもよい。この組成物はさら１：ｌ
　：シリカエーロゲルなどのナキソ１〜ロープ剤を含有
し、ていてもよい。好適な不飽和ポリエステルｔｉｔ脂
ン［」ノブが多くの樹脂製造販売会社から市１１及され
ている。

月機通双最塩−止メが・よ−炭薙唱 本発明のグラウチング＋］はまた、無機炭酸塩または重
量酸塩、好ましくは炭酸力ルシウノ１、重炭酸カルシラ
（）８、炭酸マグネシウム、重炭酸マグネシウムなどの
〒ルカリ土金属炭酸塩または正炭酸塩を含有する。使用
しうるその他の無機炭酸塩または重量酸塩としては゛、
鉛、二ノゲル、亜鉛、アルミニウム、カリうム、ナトリ
ウムの炭酸塩及び重量＃、　塩、ならびにドロマイＩ・
、石灰石、大理石などの天然の炭酸塩などが挙げられる
。これらの材料は比較的安価で入手が容易である。本発
明のグラウチング＋３の使用部における反応中に、無機
炭酸塩またはｄ【炭酸塩は、薬剤■３の方に含まれてい
る酸性のしＩＩＸＬ本キシ塩化アルミニウムと接触する
と二酸化炭素ガスに転化される。薬剤へ内での分散およ
び所望の一゛、酸化炭素ガスの迅速な発生のために、無
は炭酸塩または重炭酸塩は微平分状のものとず△、きで
ある。

５Ｅ−イ足辿剋 穿孔内での混合後の成分の迅速かつ完全な重合を確保す
るために、薬剤への混合物の方に重合促進剤を含有さゼ
るのか好ましい。一般に１、不飽和ポリエステル）Ｍ脂
シ１コツプの重合促進剤としてＩＷ、Ｊ知θ゛ものなら
いずれても使用できる。重合促進剤の使用部は、不飽和
ポリエステル樹脂シロップの重量に基ついて約０．２〜
１．０車量％である。この促進剤は、本発明の系に対し
て選択した触媒と適合性のあく）ものでな心ノれはなら
ない。

［メー呈１３−Ｑλ」≦剤− 占−し−１シーＡニー°し一≦・塩−化−アー少パー千
ジＴへし１１−１オキシ塩化アルミニウムは下記一般式
で示される物質である： ＡＰ）　２　　（ＯＨ）　ｘ　Ｃ＋！　、、−ｘ（ｊ−
（中、Ｘは１ないし５）。Ｘの値が小さい（例、ｘ−・
１〜２）場合、７．３７られたカラウチンク材は取扱が
いくらか困１＊ｌ＝なるか、使用は可能である。ｘ（２
）値か低いヒドロオキシ塩化アルミニウムを含有するグ
ラウチング（Ａの力か、Ｘの値が高いものを含有するク
ラτ”２ナンク月に比へ−〔、より速くより多けの発泡
を＾Ｉブ４゛ろが、均一な発泡を得るためには通常Ｘは
３・〜５ｒあるのが望ましい。

し１０オキジ塔化アルミニウムは、淳通、約５０市川％
のヒドロオキシ塩化アルミニウムと約５０ｉ：６９アの
水を含有・＋る水溶液の状態で重版されている。

界−ＪｆｌＬ／ｌ１１−性弁１ ０ツクポルＩ・用穿孔内で利用しうる限られた空間内で
必要な迅速な混合を達成するためζ、こ、実質量の界面
活性剤をグラウチング材に含有させるのが好ましい。界
面活性剤は、ポリアルキレンコニ−ケル系またばシリコ
ーン系界面活性剤でよい。界面活性剤の量ば、薬剤Ａお
よびＩ３の全成分の合計＠　１ｌｆｌＬｌ−ＪＡついて
約０．０５〜１．０％の範囲内である。

角罎 不飽和ポリエステル樹脂シロップ用の触媒は薬剤■３の
方に存在させるべきである。触媒は通常の温度、特に１
コノクポ月川・用穿孔内で予想される温度で（八本能す
るものとずべきである。過酸化ヘンジイルが特Ｃ，−有
用な触媒である。口・ノクホル１〜用穿孔内でのグラウ
チング材の反応を確実にするために、芹通より多量の触
媒を使用ず・＼きである。このため乙こ、触媒の使用部
は不飽和ポリエステル樹脂シＩ：ｌツブの重量６．−基
づいて約１．５〜１５重量％とする。触媒を本目的に使
用する場合は、水分散性を良好乙こした３０〜□４０％
のペースト状態で使用することが望ましい。

７公Ｊ［］］Ｊ 薬剤Ａまたは薬剤Ｉ３あるいはその両：ｈは、」−記成
分以外の他の添加剤、たとえば水酸化アルミニラＪ・、
微粉状シリカ、ガラス、砂、フライアッシュなどの不活
性充填材で増量してもよい。その量は、好ま（７くは、
グラウチング材全体の約１０〜５０重量％を古め塩化−
アＪｋ−逆三とや−み一 本発明のグラウチング材の好ましい」態様乙こおいて、
薬剤Ｂの混合物の方に少量の塩化アルミニウムを含有さ
せる。塩化アルミニウムは一部の不飽和ポリエステル樹
脂組成物の発泡特性を向上させるようである。塩化アル
ミニウムは水溶液として市販されており、多様な業者か
ら多様な濃度で容易に入手することができる。密度３２
°Ｂの水溶液が有用である。

成分９亙育 本発明の組成物の各成分の割合を決定する際に考慮すべ
き因子の１つば、各成分の価格である。別の因子は反応
の速度である。さらに別の因子は、得られた硬化後のグ
ラウチング材の特性である。一般に下記の比率が有用で
ある。

不飽和ポリエステル樹脂シロップはグラウチング材全体
の約１２〜５０重量％を占めるのが好ましく、より好ま
しくは約２０〜４０重量％である。とドロオキシ塩化ア
ルミニウムはグラうチング材全体の約２〜１５重量％を
占めるのが好ましい。無機炭酸塩または重炭酸塩は、グ
ラウチング材全体の約１０〜５０重量％を占めるのが好
ましい。

夾施聯ｊλ− 使用した薬剤ＡおよびＢの組成は次の通りである。

薬剤Ａ 不飽和ポリエステル樹脂シロップ　２０３８　ｇ炭酸カ
ルシウム　　　　　　　　　３３３８　ｇ重合促進剤　
　　　　　　　　　　　９ｇ薬剤Ｂ ヒドロオーキジ塩化アルミニウム　　　４００ｇ（５０
％水溶液） 界面活性剤　　　　　　　　　　　　８ｇ過酸化ヘンヅ
イル（３５％ペースト）３００ｇ薬剤Ｂ薬剤型量部に対
して薬剤へを４重量部の割合で含む穿孔用樹脂パッケー
ジを製作する。このパッケージは、成分の混合後のケル
化時間が１分４５秒である。観測された体積発泡倍率は
１〜１．２である。

薬剤Ａ　　　　　　　　　　　実施例−３−実施例−４
−不飽和ポリエステル樹脂 （ユビカ８７．３１Ｔ　）　　　　　　１０００　ｇ　
　　１０００　ｇ炭酸カルシウム　　　　　　　５００
　ｇ　　　１０００　ｇ、・Ｊｊ印１１３　　　　　　
　　　　　　　　　　丈ｊ色遺Ｊ−実−絶倒１ヒｌ　ｌ
：Ｊオキシ塩化アルミニ ・シム　（５０％水ン容ｌ夜）　　　　　　　　　１０
００　　Ｅ÷　　　　　〇００　じノリコーン系幇泡剤
　　　　　２０ｇ　　　　２０　ｇ水ｔ’ｔＪｊ化アル
ミニウム　　　　　１０００　ｇ　　　１０００　ｇ塩
化−アルミ；ラム　　　　　　　　　　　　ＨｌＯｇ（
５０’％水溶液） 過酸化ヘンソイル　　　　　　１４０　ｇ１４０　ｇ（
３５％ベースト） 実施例３の配合で薬剤Ｂを１重量部に対して薬剤へを２
重量部の割合で含む穿孔用樹脂パンケージを製作する。

・二のパッケージの成分混合を環境温度３０°ＣＱ行、
っだ結果、１．５分で発泡硬化し、この時の体積発泡倍
率は２．３倍であった。

一方、実施例４の配合で薬剤Ｂを１重量部に対して薬剤
へを２重量部の割合で含む穿孔用樹脂パッケージを製作
し、このパッケージの成分混合を環境温瓜５°Ｃで行っ
た。パッケージは、混合後１０分て発泡硬化し、この時
の体積発泡倍率は２．０倍であった。

このい場゛れの場合にも、ロックポル１−は強固に固定
されノこ。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、し！７．クホルＩ・用樹脂バ。 ゲージを入れた穿孔が設けられた地層の断面図；第４図
は本発明の（を表）勺な樹脂バノろ一一−シの斜視図；
並びに 第５図および第６図は本発明の代表的な樹脂バソノｒ−
ジの断面図である。 １０・・・穿孔　　　　　１１１２．１３・・・地１Ａ
１４・・・樹脂パッケージ １５・・・ロックボルト、１６・・・樹脂混合物１８・
・・ロックポルＩ・プレート １９・・・ネソ込めナノＩ・ ２０・・・ケーシング　　２］、、２２　　・・・区室
２３・・・締結部　　　　２４・・・内部・ケーシング
２５・・・バリヤーフィルム 出願人　日本ユビカ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）下記成分： （１）不飽和ポリニス−’ｒ　ノｌ）δ１脂ジロソフ、
   （２）徹４９）扶ｉ！、４　ｔｊＬ！　＋実酸塩まプ、
   −は重炭酸塩、（３）ｊ、′々粉状ヒロー２オギジ塩化
   アルミニウムの水溶液、および （４）前記不飽和ポリエステル樹脂ンし１ノブの硬化を
   開始さ・Ｕ乙ための１ｑ１：媒、 の組合−Ｕ′をか台１−るごとを特徴とする、【」ツク
   ホルト固着用グラウーｙ−ング月。 （２）バ・ノケーシ内に下記成５３： （１）不飽和ポリエステル樹脂シＩ：］　、、ブ、（２
   ）微粉状無機炭酸塩τトたは重炭酸塩、に））微粉状ヒ
   ドロオニ１〜シ塩化）′ルミニウムめ水溶液、お、Ｌひ （４）前記不飽和ポリエスヲル樹脂シ「２７ブの硬化を
   開始さ−υる人二めの触媒、 の組ａ−Ｃを含有り７、前記成分（１）および（２）が
   、破断可能な隔４Ｖにより、前記成分（３）および（４
   ）から隔離されて１ｉｉｔ記バノう−〜ン内に収容され
   ているごとを特徴とする、ロックボルト固着用グラウ千
   ンク４’Ａ。 （３）塩化アルミニウムをさらに含んでいる・稍許請求
   の範囲第１項記載のグラウチンク＋Ａ５