СОСТАВ ДЛЯ ШАХТНОЙ ПЕРЕМЫЧКИ Российский патент 1997 года по МПК C04B28/02 E21F5/00 C04B111/20 

Изобретение относится к технике безопасности в горной промышленности и может быть использовано в шахтах при изоляции выработанных пространств от действующих горных выработок.

Известен состав для возведения шахтных изолирующих сооружений и заполнения пустот, включающий, мас. гипс 68 70; едкий натр 0,2 0,4; алюминиевая пудра 0,4 0,8 и вода /авт. св.N 1506142, кл. E21 F 5/00, 1987/. Введение в состав добавок придает ему вспучивающие свойства. В процессе затворения гипсового вяжущего в смесителе происходит интенсивное перешивание раствора гипса с добавками. Они вступают в реакцию между собой и вызывают увеличение объема жидкости массы на 80 110% Основной недостаток известного состава -низкие прочностные свойства, в связи с чем его рекомендуется использовать только в выработках вне зоны влияния очистных работ или для заполнения пустот.

Наиболее близким к предлагаемому является состав для шахтной перемычки, содержащий,мас. цемент 21 28; жидкое стекло 1 3; уголь 54 58; вода - остальное до 100 /авт.св. N985321, кл. E 21 F 5/00, 1981/. Основным недостактом известного состава является низкая пластичность, в связи с чем срок службы перемычек в зоне неустановившегося горного давления не превышает 1 1,5 года.

Сущность изобретения заключается в том, что в состав для шахтной перемычки, содержащий цемент, наполнитель, жидкое стекло и воду, дополнительно введен пенообразователь, а в качестве наполнителя используют флотационную золу тепловых электростанций. Состав содержит компоненты в следующем количестве, мас.

Цемент 15 25
Жидкое стекло 0,5 2,0
Флотационная зола тепловых электростанций 40 55
Пенообразователь 0,5 2,0
Вода Остальное до 100
Пенообразователь в составе является пластификатором, повышает удобоукладываемость смеси при меньшем волоцементном отношении, снижает плотность массы, повышает ее пластичность и при содержании до 2% не снижает ее прочность.

Флотационная зола представляет собой алюмосиликатные микросферы полные прозрачные сферы диаметром 30 500 мкм с толщиной стенок 0,5 3 мкм или белые шарики из вспученного и застывшего расплава. Сферы заполнены смесью азота и непрореагировавшим в топке котла кислорода. Твердое вещество алюмосиликатных сфер содержит 58 65% оксида кремния, 25 37% оксида алюминия, 1 4% оксида железа, 0,8 2,0% смесь оксидов кальция и магния, 2 - 3% оксидов натрия и калия. Насыпная плотность флотационной золы электростанций составляет 250 450 кг/м³, теплопроводность 0,02 0,07 Вт/м•град. Алюмосиликатные микросферы являются легким, негорючим, жаропрочным наполнителем, они нерастворимы в воде, не поддаются сегрегации. Флотационную золу собирают с поверхности золоотвала и очищают от инородных включений и тяжелых фракций, для чего используют отстойники и устройства для классификации. В результате этих операций получают флотационную золу, основная масса которой имеет гранулометрический состав от 10 до 250 мкм. Золу сушат до влажности не более 10% и транспортируют к месту использования. Введение в состав флотационной золы позволяет повысить пластические свойства и за счет этого увеличить в 2,0 3,0 раза срок службы перемычек, возведенных в зонах неустановившегося горного давления. Состав обладает высокой огнестойкостью и позволяет снизить в 1,7 2,0 раза воздухопроницаемость перемычек. Использование легкого наполнителя снижает трудоемкость возведения перемычек в 1,5 2,0 раза по сравнению с перемычками из бетона или углецемента.

Технология приготовления состава для возведения шахтной перемычки заключается в следующем. В первую емкость загружают расчетное количество флотационной золы и цемента и тщательно перемешивают. Во вторую емкость заливают воду и жидкое стекло, перемешивают и в полученный раствор в процессе перемешивания добавляют пенообразователь. Полученный раствор из второй емкости переливают в первую и снова тщательно перемешивают. Приготовление состава можно выполнять в серийных смесителях типа C-868, C-869 и др. Подачу смеси за опалубку осуществляют известными способами и средствами. По данной методике было приготовлено 7 образцов составов, результаты испытаний которых приведены в таблице, одновременно для сравнения были проведены испытания состава по прототипу.

Испытания позволили определить оптимальные пределы содержания компонентов в составе. При содержании цемента менее 15% существенно ухудшаются показатели прочности, а при содержании более 25% при незначительных относительных изменениях прочностных показателей резко возрастает стоимость состава. Жидкое стекло ускоряет рост прочности цементносодержащей массы, однако при содержании менее 0,5% влияние его практически не обнаруживается, а при содержании более 2% снижается пластичность массы. Пределы содержания флотационной золы тепловых электростанций приняты 40 55% по условиям воздухопроницаемости, прочности, пластичности и расхода цемента. Например, при содержании флотационной золы более 55% для поддержания прочности необходимо увеличить содержание цемента, при этом добавка воды уменьшается до 10 11% что ведет к потери смесью однородности и прочности. При содержании флотационной золы менее 40% для поддержания необходимой прочности требуется увеличение содержания цемента, что ведет к увеличению плотности состава и его стоимости при низких показателях пластичности и воздухопроницаемости.

Пенообразователь при содержании 0,505 практически не оказывает влияния на свойства состава, а при содержании более 2% снижает прочность состава. В заявленных пределах пенообразователь улучшает пластичность состава.

Предложенный состав может использоваться при возведении шахтных перемычек в зонах с неустановившимся горным давлением.

Изобретение относится к технике безопасности в горной промышленности и может быть использовано в шахтах при изоляции выработанного пространства от действующих горных выработок. Сущность изобретения заключается в том, что в состав, содержащий цемент, жидкое стекло, наполнитель и воду, дополнительно введен пенообразователь, а в качестве наполнителя в нем используют флотационную золу тепловых электростанций, содержание компонентов в составе принято в следующем соотношении мас.%: цемент 15 - 25; жидкое стекло 0,5 - 2,0; , флотационная зола тепловых электростанций 40 - 55; пенообразователь 0,5 - 2,0; вода остальное до 100. Состав получают путем механического смешения компонента. Флотационную золу тепловых электростанций смешивают с цементом, а жидкое стекло перемешивают с водой и добавляют при этом пенообразователь, затем водный раствор жидкого стекла и пенообразователя вводят в золоцементную смесь и перемешивают. Приготовленный раствор заливают в опалубку на месте возведения перемычки. Изолирующие перемычки из данного состава могут использоваться в зонах с неустановившимся горным давлением, т.к. состав обеспечивает снижение воздухопроницаемости в 1,7 - 2 раза, обладает полной огестойкостью. За счет пластичных свойств материала срок службы перемычек возрастает в 2 - 3 раза. 1 табл.

Состав для шахтной перемычки, включающий цемент, жидкое стекло, наполнитель и воду, отличающийся тем, что в него дополнительно введен пенообразователь, а в качестве наполнителя используют флотационную золу тепловых электростанций при следующем соотношении компонентов, мас.

Цемент 15 25
Жидкое стекло 0,5 2,0
Флотационная зола тепловых электростанций 40 55
Пенообразователь 0,5 2,0
Вода Остальноеи