СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2000 года по МПК E21D11/10 C04B28/02 

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано при возведении крепи в горных выработках.

Известен способ возведения обделки в подземных выработках, включающий набрызг-бетонной смеси на поверхность выработки, закрепление набрызг-бетона железобетонными анкерами, образуемыми в толще грунтового массива и последующее нанесение на первый слой очередного слоя набрызг-бетона (см. авт. свид. СССР 303393, кл. E 21 D 11/10, опубл. 05.07.91).

Наиболее близким аналогом к изобретению является способ крепления горной выработки монолитным бетоном, включающий установку в забое секций переставной опалубки из спецпрофиля с распором в поверхность выработки для использования в качестве временной крепи, и укладку бетонной смеси в пазухи закрепленного пространства, образованные ребрами спецпрофиля. (см. авт. свид. СССР 943401, кл. E 21 D 11/10, опубл. 15.07.82).

Задачей изобретения является повышение качества крепления горной выработки за счет увеличения водонепроницаемости бетонной крепи без дополнительного применения гидроизоляции, а также обеспечение возможности проведения работ и эксплуатации горной выработки в обводненных породах.

Поставленная задача решается тем, что в способе крепления горной выработки, включающем установку в забое секций переставной опалубки и укладку бетонной смеси в заопалубочное пространство, крепление выработки производят одновременно с проходческим циклом, укладку бетонной смеси осуществляют послойно, причем первый слой укладывают сверху вниз по забою до подошвы, а второй - снизу вверх после отверждения бетонной смеси первого слоя и соответственно перемещению секций опалубки, при этом для первого и второго слоев используют бетонную смесь состава, кг/м³:
Цемент - 400 - 500
Песок - 600 - 750
Щебень - 900 - 1100
Минеральная добавка - 80 - 100
Вода - 200 - 250 л
причем минеральная добавка содержит, мас.%:
Гипс - 15 - 85
Доломит - 0 - 5
Микрокремнезем - 0 - 30
Вулканическая порода - Остальное
При этом, перед укладкой первого или второго слоя бетонной смеси устанавливают арматурный каркас. К тому же, при креплении горной выработки в обводненных породах перед укладкой бетонной смеси производят бурение наклонных дренажных шпуров по контуру выработки на расстоянии 1,0 - 2,0 м друг от друга и заполняют цементным составом, содержащим цемент и 15 - 25 мас.% добавки состава в мас. %: гипс 15 - 35, доломит 0 - 5, микрокремнезем 0 - 30 и вулканическая порода - остальное.

Также поставленная задача решается тем, что в способе крепления горной выработки, включающем установку в забое секций переставной опалубки и укладку бетонной смеси в заопалубочное пространство, крепление горной выработки производят одновременно с проходческим циклом, укладку бетонной смеси осуществляют послойно, причем первый слой укладывают сверху вниз по забою до подошвы, а после отверждения бетонной смеси первого слоя, удаления опалубки и дополнительной установки тюбингов, в образующееся пространство между тюбингами и первым слоем бетона снизу верх укладывают второй слой бетонной смеси, при этом для первого и второго слоев используют бетонную смесь состава, кг/м³:
Цемент - 400 - 500
Песок - 600 - 750
Щебень - 900 - 1100
Минеральная добавка - 80 - 100
Вода - 200 - 250 л
причем минеральная добавка содержит, мас.%:
Гипс - 15 - 35
Доломит - 0 - 5
Микрокремнезем - 0 - 30
Вулканическая порода - Остальное
При этом при креплении горной выработки в обводненных породах, перед укладкой бетонной смеси производят бурение наклонных дренажных шпуров по контуру выработки на расстоянии 1,0 - 2,0 м друг от друга и заполняют цементным составом, содержащим цемент и 15 - 25 мас.% добавки состава в мас.%: гипс 15 - 35, доломит 0 - 5, микрокремнезем 0 - 30 и вулканическая порода - остальное.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Пример 1.

По мере подвигания забоя выработки в нем устанавливают переставную опалубку и производят укладку бетонной смеси в заопалубочное пространство сверху вниз до подошвы выработки.

После отверждения бетонной смеси секции опалубки переставляют на расстояние 0,5 м от первого слоя бетона. Затем снова производят укладку бетонной смеси, начиная от подошвы выработки снизу вверх для образования второго слоя.

Бетонная смесь для укладки содержит следующие компоненты, кг/м³:
Цемент - 400
Песок - 600
Щебень - 1200
Минеральная добавка - 80
Вода - 220 л
В качестве минеральной добавки используют смесь состава, мас.%:
Гипс - 20
Доломит - 2
Микрокремнезем - 5
Вулканическая порода - туф - 73
Водонепроницаемость получаемой бетонной крепи не менее 0,8 МПа.

При необходимости усиления крепи горной выработки, перед укладкой первого или второго слоя бетонной смеси в забое устанавливают арматурный каркас.

В случае крепления горных выработок в обводненных породах сначала производят бурение дренажных шпуров по контуру выработки на расстоянии 1,3 м и заполняют сухим цементным составом. Состав содержит в мас.%: цемент - 80 и добавку - 20. В качестве добавки используют смесь, содержащую, мас.%:
Гипс - 25
Доломит - 5
Микрокремнезем - 2
Вулканическая порода - пепел - 68
При взаимодействии сухого цементного состава с водой обводненных пород происходит предотвращение проникновения воды в выработку, что позволяет исключить применение дополнительной гидроизоляции.

Пример 2.

Укладку первого слоя бетонной смеси производят в соответствии с примером 1.

После отверждения бетонной смеси первого слоя и удаления опалубки устанавливают тюбинги на расстоянии 0,5 м от первого слоя бетона. Затем производят укладку бетонной смеси в пространство между тюбингом и первым слоем бетона. Бетонная смесь имеет такой же состав, что в примере 1.

Водонепроницаемость получаемой бетонной крепи не менее 0,8 МПа.

Описываемый способ крепления горной выработки позволяет увеличить водонепроницаемость бетонной крепи без дополнительного применения гидроизоляции и обеспечивает возможность проведения работ и эксплуатации горных выработок в обводненных породах.

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано при возведении крепи в горных выработках. Способ крепления горной выработки, включающий установку в забое секций переставной опалубки и укладку бетонной смеси в заопалубочное пространство, отличается тем, что крепление выработки производят одновременно с проходческим циклом, укладку бетонной смеси осуществляют послойно, причем первый слой укладывают сверху вниз по забою до подошвы, а второй - снизу вверх после отверждения бетонной смеси первого слоя и соответственного перемещению секций опалубки, при этом для первого и второго слоев используют бетонную смесь состава, кг/м³: цемент 400 - 500, песок 600 - 750, щебень 900 - 1100, минеральная добавка 80 - 100, вода 200 - 250 л, причем минеральная добавка содержит, мас.%: гипс 15 - 85, доломит 0 - 5, микрокремнезем 0 - 30, вулканическая порода - остальное. При этом перед укладкой первого слоя бетонной смеси устанавливают арматурный каркас. Также при креплении горной выработки в обводненных породах перед укладкой бетонной смеси производят бурение наклонных дренажных шпуров по контуру выработки на расстоянии 1,0 - 2,0 м друг от друга и заполняют цементным составом, содержащим цемент и 15 - 25 мас.% добавки состава, мас.%: гипс 15 - 35, доломит 0 - 5, микрокремнезем 0 - 30 и вулканическая порода - остальное. В другом варианте способа после отверждения бетонной смеси первого слоя и удаления опалубки дополнительно устанавливают тюбинги и в образующееся пространство между тюбингами и первым слоем бетона снизу вверх укладывают второй слой бетонной смеси. Технический результат: увеличение водонепроницаемости бетонной крепи и обеспечение возможности проведения работ и эксплуатации горной выработки в обводненных породах. 2 с. и 3 з.п. ф-лы.

1. Способ крепления горной выработки, включающий установку в забое секций переставной опалубки и укладку бетонной смеси в заопалубочное пространство, отличающийся тем, что крепление выработки производят одновременно с проходческим циклом, укладку смеси осуществляют послойно, причем первый слой укладывают сверху вниз по забою до подошвы, а второй - снизу вверх после отверждения бетонной смеси первого слоя и соответственного перемещения секций опалубки, при этом для первого и второго слоев используют бетонную смесь состава, кг/м³:
Цемент - 400 - 500
Песок - 600 - 700
Щебень - 900 - 1100
Минеральная добавка - 80 - 100
Вода - 200 - 250 л
причем минеральная добавка содержит, мас.%:
Гипс - 15 - 35
Доломит - 0 - 5
Микрокремнезем - 0 - 30
Вулканическая порода - Остальное
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед укладкой первого или второго слоя бетонной смеси устанавливают арматурный каркас. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при креплении горной выработки в обводненных породах, перед укладкой бетонной смеси производят бурение наклонных дренажных шпуров по контуру выработки на расстоянии 1,0 - 2,0 м друг от друга и заполняют цементным составом, содержащим цемент и 15 - 25 мас.% добавки состава, мас.%:
Гипс - 15 - 35
Доломит - 0 - 5
Микрокремнезем - 0 - 30
Вулканическая порода - Остальное
4. Способ крепления горной выработки, включающий установку в забое секций переставной опалубки и укладку бетонной смеси в заопалубочное пространство, отличающийся тем, что крепление горной выработки производят одновременно с проходческим циклом, укладку бетонной смеси осуществляют послойно, причем первый слой укладывают сверху вниз по забою до подошвы, а после отверждения бетонной смеси первого слоя, удаления опалубки и дополнительной установки тюбингов в образующееся пространство между тюбингами и первым слоем бетона снизу вверх укладывают второй слой бетонной смеси, при этом для первого и второго слоев используют бетонную смесь состава, кг/м³:
Цемент - 400 - 500
Песок - 600 - 750
Щебень - 900 - 1100
Минеральная добавка - 80 - 100
Вода - 200 - 250 л
причем минеральная добавка содержит, мас.%:
Гипс - 15 - 35
Доломит - 0 - 5
Микрокремнезем - 0 - 30
Вулканическая порода - Остальное
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что при креплении горной выработки в обводненных породах, перед укладкой бетонной смеси производят бурение наклонных дренажных шпуров по контуру выработки на расстоянии 1,2 - 2,0 м друг от друга и заполняют цементным составом, содержащим цемент и 15 - 25 мас.% добавки состава, мас.%:
Гипс - 15 - 35
Доломит - 0 - 5
Микрокремнезем - 0 - 30
Вулканическая порода - Остальное