Brevet FR2457964A1 — publié le 19801226

La présente invention concerne le domaine de ltexploitation minière, en particulier la consolidation des parois des mines, et a pour objet un procédé de stabilisation de voies et de tailles dans les mines à charbon, par injection de résine ininflammable à forte expansion et à prise rapide. Stinvention a également pour objet une résine utilisée à cet effet. Dans les exploitations minières, du fait de 11 abattage du charbon dans les tailles, les terrains subissent de très fortes pression, qui peuvent provoquer la fissuration ou la dislocation des parois, ainsi que des éboulements du charbon gênant l'exploits- tion mécanique du gisement. Une exploitation minière mécanisée nécessite, en effet, un front de taille stable dans les couches horizontales et un toit non fissuré dans les veines verticales. Actuellement, la tenue du charbon est essentiellement réalisée par des méthodes de brochage ou drinjection. te brochage consiste, soit en un forage de trous dans la couche de charbon suivi d'une mise en place de tiges de bois dites "broches", soit en un forage suivi d'une mise en place de cartouches ou "bourres" formées d'une résine à deux composants, plus particulièrement à base d'uréthane. les broches de bois fixent les différentes couches à la manière de chevilles Cependant, l'adhérence bois-terrain est souvent déficiente et les résultats obtenus sont aléatoires. Dans le cas de mise en place de cartouches de résine, une broche de section carrée est enfoncée en rotation dans le trou et casse les enveloppes des composants, provoquant par réaction chimique une mousse rigide expansée remplissant l'espace entre la broche et le massif. Cependant, malgré les bons résultats obtenus grâce à cette méthode, cette dernière nécessite des précautions spéciales en zone de tir, car la mousse obtenue est inflammable. Les méthodes de stabilisation par injection consistent à injecter dans les fissures de la bentonite simple ou dopée, du ciment,dessilicates, ou encore des résines à base d'urée formol, d'aminoplastes, de liants magnésiens, de résines époxy et de résines polyuréthane s. Toutefois, ces produits injectés présentent souvent une prise trop lente, ou un gonflement trop faible, voire nul, de sorte qu'ils ne peuvent être utilisés dans des zones à grosses fissures, du fait qutils risqueraient de s'écouler avant la prise. En outre, ces produits peuvent également être la source de vapeurs nocives, présenter une mauvaise adhérence au terrain ou un retrait trop important, ou encore être inflammable, de sorte qu'ils ne peuvent être utilisés dans une zone de tir. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle a, en effet, pour objet un procédé de stabilisation de voies et de tailles dans les mines à charbon, qui consiste à injecter en taille, ou dans la voie, une résine ininflammable à deux composants, dont l'un est à base de prépolymère de résorcine, et l'autre, à base de furfurol à l'aide d'une pompe à air à deux corps munie d'une chambre de mélange et d'une canne d'injection, et à une pression comprise entre 50 et 110 bars, la prise s'effectuant dans un intervalle de temps compris entre 2 et 20 minutes. L'invention a également pour objet la résine ininflammable mise en oeuvre par le procédé, cette résine étant constituée par deux composants, à savoir un composant A formé par un mélange d'un prépolymère de résorcine, de furfurol, d'eau, de soude, et d'un épaississant tel que la farine de bois, le kieselguhr, ou des agents gonflants, et un composant B formé par un mélange catalyseur de furfurol, d'un liquide ininflammable à température d'ébullition basse, c'est-à-dire comprise entre 45 et 50 C, tel que le trichlo rotrifluoroéthane, et d'un épaississant tel que la farine de bois. tes deux composants sont mélangés dans la chambre à l'en- trée de la canne, puis sont pressés dans le massif. Il est également possible d'additionner des fibres de verre à la résine, par exemple, pour réaliser rapidement, par projection, des parois très rigides et étanches à l'air, telles que des portes d'aérage, des sas, etc. La quantité de fibres de verre ajoutée est fonction de la rigidité recherchée. A titre d'exemple, pour une expansion de 50 %, un temps de prise de 2 minutes, et une résistance finale à la compression de 100 bars, la résine présente la composition préférentielle suivante: - composant A prépolymère de résorcine 44 % eau 18 % soude 300 Bé 19,7 % furfurol 13 % farine de bois 5,3 % - composant B furfurol 88,7 % trichlorotrifluoroéthane 1,3 % farine de bois 10 % Pour une expansion de 600 %, un temps de prise de 8 à 10 minutes, et une résistance finale à la compression de 50 bars, la résine présente la composition préférentielle suivante - composant A-:: prépolymère de résorcine 44 % eau 20,7 % soude 300 Bé 15 % furfurol 15 % farine de bois 5,5 - composant B furfurol 86 % trichlorotrifluoroéthane 4 % farine de bois 10 % IF procédé conforme à l'invention peut être utilisé en taille pour le traitement des zones fissurées, pour retenir le toit friable ou fissuré, et pour éviter les éboulements. Dans les voies, il servira plus particulièrement à la consolidation du toit. En outre, le procédé est également particulièrement intéressant en cas dtincendie, pour la réalisation d'un bouchage rapide de tubing ou de barrages. Les produits constituant la résine peuvent.être dissous à l'eau, de sorte que le nettoyage du matériel utilisé pour la mise en oeuvre du procédé peut être réalisé par simple rinçage à l'eau. De même, les éclaboussures éventuelles peuvent également être éliminées à l'eau. Enfin, du fait de I'ininflammabilité de la résine, cette dernière peut être utilisée en toutes circonstances, même dans les zones de tir, et en projection sur les parois. L'invention trouve également son application dans les mines de fer, ou autres, pour le colmatage de fissures et le collage de blocs, et l'injection-de résine permet d'éviter les pertes d'aérage ainsi que la circulation de gaz nocifs tels que le radon. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la composition des divers composants, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -REVENDICATIONS- 1. Procédé de stabilisation de voies et de tailles dans les mines à charbon, caractérisé en ce quI il consiste à injecter en taille, ou dans la voie, une résine ininflammable à deux composants, dont l'un est à base de prépolymère de-résorcine, et l'autre, à base de furfurol, à l'aide d'une pompe à air à deux corps munie d'une chambre de mélange et d'une canne d'injection, et à une pression comprise entre 50 et 110 bars, la prise s1 effectuant dans un intervalle de temps compris entre 2 et 20 minutes. 2. Résine ininflammable mise en oeuvre par le procédé suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est constituée par deux composants, à savoir un composant A formé par un mélange d'un prépolymère de résorcine, de furfurol, d'eau, de soude, et d'un épaississant, tel que la farine de bois, le kieselguhr, ou des agents gonflants, et un composant B formé par un mélange catalyseur de furfurol, d'un liquide ininflammable à température d'ébullition basse, tel que le trichlorotrifluoroéthane, et d'un épaississant tel que la farine de bois. 3. Résine suivant la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle est pourvue d'une addition de fibres de verre, dont la quantité varie en fonction de la rigidité recherchée. 4. Résine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que pour une expansion de 50 %2 un temps de prise de 2 minutes, et une résistance finale à la compression de 100 bars, elle présente la composition préférentielle suivante - composant A prépolymère de résorcine 44 % eau 18 % soude 300 Bé 19,7 % furfurol 13 Xo farine de bois 5,3 % - composant B furfurol 88,7 % trichlorotrifluoroéthane 1,3 % farine de bois 10 % 5. Résine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que pour une expansion de 600 fo, un temps de prise de 8 à 10 minutes, la composition préférentielle suivante - composant A prépolymère de résorcine 44 % eau 20,7 % soude 300 Bé 15 % furfurol 15 farine de bois 5,3 % - composant B furfurol 86 % trichlorotrifluoroéthane 4% farine de bois 10 %