Состав для шахтной перемычки
Патент 985321
Авторы
Состав для шахтной перемычки
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОВРЕТЕН ИЯ (ii) 985321
Союз Советсник
Социапистическнк республик
К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву(22)Заявлено 03.08.81 (21) 3326184/22-03 с нрнсоедннением заявки М (23) Приорнтет(51)М. Кл.
Е 21 F 5/00
Е 21 F 1/14 фкударстааквыв кенктет
СССР ао дрваи кзоарвтенкЯ в открытк6
Опубликовано 30.12 82. Бюллетень М 48 (53) УДК62 2. 817. .1(088.8) Дата опублнковани» опнсания30.12.82
Ю.А.Миллер, В.С.Хващевский, Г.И.Светлов, A.Ñ.Äåìèäîâà, Л.П.Гущин-.Квятковский и А.Н.И
Жйя (72) Авторь1 изобретения
Восточный научно-исследовательский и по безопасности работ в горной пром (71) Заявитель (54) СОСТАВ ДЛЯ ШАХТНО" ПЕРЕМЫЧКИ
Изобретение относится к технике безопасности в горной промышленности и может быть использовано в шахтах для изоляции выработанных ïðîстранств от действующих горных выработок. а
Известны перемычки, для сооружения которых используют древесину (чураки, брусья, рудничные стойки, плахи1, а в качестве вяжущих - гли1о нистый или цементный растворы 1,1).
Перемычки из этих металлов имеют следующие:недостатки: небольшой срок службы, частые и дорогостоящие ремон-1 ты, большой расход дефицитных материалов, низкая герметичность и огнестойкость.
Наиболее близким к предлагаемому является состав для шахтной перемыч- го ки, состоящий из 3; наполнителя (гравия, щебня, песка 70-80л„ цемента 13-20, жидко -о стекла - До 3л и воды 6-8 f2) .
Недостаток состава в том,,что он имеет большой расход материалов,ко. торые необходимо доставлять в шахту (песок, щебень, гравий, цемент), высокую трудоемкость и стоимость возведения перемычек из известного состава в связи с большим объемным весьм бетона и значительными затра-, тами на добычу и доставку составляющих.
Цель изобретения -. снижение стоимости состава и трудоемкости работ по возведению шахтных перемычек.
Поставленная цель достигается тем, что состав для шахтной перемычки, включающий цемент, жидкое стекло, наполнитель и воду, в качестве наполнителя содержит отбитый уголь фракцией не более 20 мм с содержанием фракции 3 мм и менее 25-353, при следующем. соотношении компонентов,,вес.3:
Цемент 22-28
Жидкое стекло 1 - 3
985321
Уголь 54-58
Вода 16-18
Для приготовления предлагаемого состава может быть использован отбитый уголь любой марки при максимальной крупности фракций не более 20 мм.
Прм увеличении величины фракций резко уменьшается прочность состава и увеличивается его воздухопроницаемость. Исследованиями установлено, что при увеличении размера фракций до 50-100 мм эти показатели ухудшались в 3 5-5 раз, что является неприемлемым. Содержание количества фракций 3 мм и менее определяется по условиям необходимой прочности и продолжйтельности водопоглощения.
При содержании мелких фракций менее
25ь снижается прочность состава, а при превышении 35ь увеличивается расход цемента. Исходя из этих условий, принятые параметры являются оптимальными.
Пределы содержания отбитого угля (54-583) приняты также оптимальными по условиям прочности, воздухопроницаемости и расхода цемента. Содержание цемента более 28 является не рациональным по стоимости, а менее 223 - по показателям прочности и воздухопроницаемости.
Жидкое стекло ускоряет процесс водопоглощения угля и набор прочности углецементного камня. При содержании в смеси менее 1ь жидкого стекла его влияние на основные показатели не обнаруживается, а при содержании более 33 значительного улучшения не наблюдается. Содержание цемента соответствует по условиям прочности (30-40 кгс/м )принятому содержанию угля в составе. Количество воды в составе должно обеспечивать нормальную гидратацию цемента и образование плотного слоя с углем за счет его полного насыщения водой.
Опытным путем установлено, что для выполнения данного условия воды в составе должно содержаться в пределах 16-18 вес.ь. С уменьшением со.держания воды резко ухудшается связь угля с цементным раствором, что отрицательно сказывается на прочности и герметичности углецемента. Избыток воды ведет к выносу вяжущего компонента, нарушению однородности структуры камня и снижению эксплуатационных характеристик.
4
Пример 1. Для сооружения перемычки площадью 6,5 м и толщиной
0,5 м приготавливают 2,45 т измель" ченного угля (98 вес.4) фракции не более 20 мм, 1,2 1 т портландцемента марки 400 (223), 0,09 т жидкого стекла с объемным весом 1,4 г/см и модулем 2,5 (2i) и 0,71 т воды (18Ц, Перед употреблением уголь
10 просеивают и измельчают, чтобы фракции 3 MM и менее было 25-353. В ему. кость загружают уголь,. :затем добав- ляют остальные составляющие и в течение 3-5 мин смесь перемешивают
15 до получения однородной массы, Приготовление можно вести в серийно выпускаемых смесителях типа С-868, С-869.и др. Смесь приготавливают отдельными порциями с таким расчетом
20 чтобы каждой из них было достаточно для заполнения пространства между опалубкой на высоту 35-40 см. Подачу смеси на опалубку можно осуществлять известными средствами. Через
25 28 сут после приготовления углецемент данного состава имеет следующие характеристики: предел прочностИ на сжатие - 40,7 кгс/см, воздухопроницаемость - 3,45 м /(ч м . мм вод.
50 ст.) .
Пример 2. Для возведения перемычки площадью 8,0 м и толщиной
0,75 м из смеси, состоящей,!вес.ф уголь 56, цемент 25, вода 17 и жидкое стекло 2, расходуется угля 4,7 т, цемента 2,55 т, воды 1,02 т, жидкого стекла 0,17 т. Технология приготовления смеси и возведения перемычки аналогична описанной в примере
40 Углецеиентный камень имеет прочность на сжатие 41 кгс/см и возду1 хопроницаемость 3,0 м /ч м мм.вод.ст.
П р и и е р 3. Для возведения перемычки площадью 11,3 м и толщи45 ной 0,75 м из смеси, содержащей вес.4: уголь 54, цемент 28, вода
16 и жидкое стекло 2, расходуют угля
5,96 т, цемента 2,05 т, воды 1,36 т и жидкого стекла 0,24 т. Технология приготовления смеси и возведения перемычки не отличается от приведенной в примере 1.
Углецемент данного состава через
28 сут имеет прочность на сжатие
41,9 кгс/см, а воздухопроницаемость - 2,85 м /ч м мм вод.ст.
При сооружении перемычек из углецемента используют уголь, который
985321
Формула изобретения
Составитель И.федяева
Редактор Ю.Середа Техред А. Бабинец Корректор О.Билак
Заказ 10117/46 Тираж 470 - Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
5 извлекают из вруба и расширения у кровли при их разделке. Уголь на ситах просеивают с целью получения нужных фракций.. Для сооружения перемычки. в шахту доставляют только цемент, жидкое стекло и плахи для опалубки.
Конструкция углецементной перемычки и технология ее возведения принципиально не отличается от-заливных перемычек иэ других материалов, например иэ бетона.
Большинство отработанных участков или их частей (60 ) изолируют на один, полтора года. Поэтому примене- 1 ние перемычек с большим сроком службы (более 3-5 лет), например бетонных, технически и экономически нецелесообразно. В этих условиях наибо-" .лее эффективными являются перемычки 2в из предлагаемого состава.
Как показал анализ данных участков профилактики углецементные перемыч ки могут применяться почти в 404, вместо перемычек из чураков, брусьев 2$ и кирпича, а в ряде случаев и иэ бетона. Особенно эффективно использо- вать углецемент при сооружении двойных перемычек и перемычек с подиливанием в наклонных выработках. 30
Перемычки иэ углецемента могут сооружаться для изоляции выработанных пространств на срок не более
2 лет при нагнетательном и всасывающем способах проветривания.Депрессия (компрессия) перемычки не должна превышать 50 кгс/м . Площадь выработки в месте возведения перемычки должна быть не более 12 м 2.
Использование предлагаемого сос- тава для возведения шахтной углеце-: ментной перемычки обеспечивает сниже"
we воздухопроницаемости в 1,5-1,7 раза, повышение огнестойкости, кроме того, обеспечивает увеличение стойкости в 1 2-1,3 раза, а также повышение срока службы в 2-3 раза и при этом снижение стоимости в 2,5-3 раза.
Состав для шахтной перемычки,включающий цемент, жидкое стекло, наполнитель и воду, о т л и ч а юшийся тем, что,с целью снижения стоимости состава и трудоемкости работ по возведению шахтных перемычек, он содержит в качестве наполнителя отбитый уголь фракцией не более 20 мм с содержанием фракции
3 мм и менее 25-351, при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:
Цемент 22-28
Жидкое стекло - 3 Уголь 54-58
Вода 16-18
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Руководство до изоляции пожаров в шахтных опасных по газу. М., "Недра", 1971, с 93-94.
2. Сборник инструкций .и других нормативных документов по технике безопасности для угольной промышленности. М., "Недра", 1978, с.561-562 (прототип).