Способ возведения теплоизоляционной бетонной крепи Советский патент 1992 года по МПК E21D11/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для временного или постоянного крепления и теплоизоляции воздухоподающих выработок горных предприятий, работающих в сложных геотермических условиях.

Цель изобретения - повышение теплоизоляционных свойств крепи.

Перед началом возведения бетонной крепи одновременно с установкой жесткой опалубки по середине предполагаемой конструкции укладывают матрицы в твердом состоянии. После установки матрицы за жесткую опалубку заливают раствор бетонной смеси, при твердении которого выделяется тепло, образующееся за счет химической реакции гидратации цемента. Когда бетон набирает первоначальную прочность, достаточную для сохранения формы полости в устойчивом состоянии, матрицы.из твердого состояния должна переводиться в жидкое за счет выделяемого тепла. Поэтому выбор материала в качестве матрицы будет зависеть от ее температуры плавления. Прежде всего

материал должен-иметь температуру плавления ниже, чем максимальная температура твердения бетона, иначе матрица из твердого состояния не перейдет в жидкое, С другой стороны температура плавления материала должна быть такой, чтобы продолжительность плавления матрицы была больше или равна длительности первоначального набора прочности бетона, способного софрмировать воздушную по- лостьпоеле удаления матрицы из конструкции. После перехода матрицы в жидкое состояние и снятия опалубки в нижней части полости пробуривают выпускной канал и сливают матрицу из крепи. Далее проводят окончательную герметизацию воздушного канала путем ее закрытия бетонной пробкой.

Твердая матрица позволяет образовывать полости в конструкции крепи различной конфигурации, так как форма полости приобретает форму матрицы.

Пр и м е р. В мерзлом массиве с температурой пород -3°С проводится горная выработка. Крепление выработки осуществляется монолитным бетоном толщиной 500 мм. В момент заливки бетонной смеси температура воздуха в выработке составляет +10°С. Матрица для образования воздушной полости имеет толщину 50 мм.

Расчет темпертурного поля конструкции произведем в квазистационарной постановке. В данной формуле необходимо знание удельной мощности внутренних источников тепла, которую найдем с использованием данных по тепловыделению портландцемента.

По этим данным рассчитаем величину удельной мощности на 1 м уложенного бетона, в котором расходуется примерно 400 кг цемента:

4v

400 xQ

1 м х 24 ч

-:16,7 х Q, Вт/м.

Тогда распределение температуры в центре конструкции во времени будет следующие

0

5

0

5

0

Бетон набирает достаточную прочность уже на 3-й сут, поэтому температура плавления материала матрицы должна быть не менее 36°С. Из.большого числа видов материалов выберем нитрат хрома, имеющий температуру плавления 37°С или нитрат железа 35°С, Можно в принципе подобрать и другие материалы, но имеющие эту же температуру плавления,

Формул а из обретени я Способ возведения теплоизоляционной бетонной крепи, включающий введение в твердеющий слой бетонной крепи твердой матрицы, ее последующее удаление после набора смесью прочности для формирования теплоизоляционной полости, отличаю щи и с я тем,.что, с целью повышения теплоизоляционных свойств крепи, матрицу размещают в центре бетонного слоя, а в качестве твердой матрицы используют материал, температура плавления которого меньше температуры гидратации бетонной смеси, при этом при формировании теплоизоляционной полости выполняют выпускной канал для извлечения матрицы, который в последствии герметизируют.

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для крепления выработок и их теплоизоляции. Цель - повышение теплоизоляционных свойств крепи. При заливке бетона за опалубку в него вводят твердую матрицу (ТМ). Материал ТМ подбирают таким, чтобы он плавился за счет тепла, выделяющегося при твердении бетона. Для удаления расплавленной ТМ в крепи выбуривают канал, который затем герметизируют для создания теплоизоляционной полости..