Способ теплоизоляции горных выработок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕОЪБ ЛИК 9) (И), Г(71) Институт горного дела.СеЯкутского филиала СО АН СССР,водственное обьединение "Якут(56) Витальев В,П. Весканальная пркладка тепповых сетей, М.1 Энергоатомиэдат, 1983, с. 278,Авторское свидетельство СССРФ 1121446, клЕ 21 0 11(381984(54) СПОСОВ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ГОРНЫХ. ВРАБ ОТОЕ вераПроизуголь"Р ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ И ВТОРСИОМУ СВИДЕ(57) Изобретение относится к горной пром-сти, в частности к креплению горных выработок в условиях многолетней мерзлоты с применением теплоизоляции. Цель - повыщение несущей способнрсти крепи путем создания равномерного ореола протаивания вокруг выработок. Для равномерного протаивания горных пород вокруг крепи по периметру выработки изменяют про о- центное содержание теплоизоаяционного заполнителя - перлнта - в перлнто" бетоне. Изменение производится про порцнонально температуре горных пород по контуру выработки и определяется зависимостью между коэффицнен" . р Ы- том теплопроводности перлитбетона отсодержания перлита.1412407 1 щ а + Ъо 9 Вт/м К мер 0,2 Вт/м К, это означает, чтота вспученного 9 а1949 толщина крепи, которая обеспечит про-,Ь - -0,01 З, танвание не более чем на 0,5 м заипроцеНтное содержание пер- . 95 г должна быть соответственно 094и в го еск в бетоне Х,(г) 55 п( -а)/в,МЗИзобретение относится к горной промьппленности, в частности к креплению горных выработок в условиях мно" голетней мерзлоты с применением теплоизоляции5Цель изобретения - повьппение несущей способности крепи за счет создания равномерного ореола протаивания вокруг выработки, 1 ОИз практики эксплуатации горных выработок угольных шахт известно, что глубина ореола протаивания в кровле выработки в 1,3-1,5 раза больше, чем в боках, и в 1,5-2 раза боль ше, чем в почве. В это же время на рудниках иногда наблюдается обратная эависимость 9 вызванная тем, .что в кровле, боках и почве выработок залегают породы с различными физическими характеристиками (льдистостью, трещиноватостью 9 теплопроводностью и др.), которые определяют скорость , формирования и величину ореола про-. таивания, Неравномерность ореола про таивания вызывает и неравномерность нагрузок иа крець 9 что приводит к созданию аварийных ситуаций.Таким образом, онтимапьным режимом эксплуатации крепи следует считать режим, когда протаивание горных1пород вокруг крепи будет равномерным. Достичь этого можно изменением по периметру выработки процентного содержания теплоизоляционного заполнителя - перлита - в перлитобетоне. 35 Причем это изменение определяется зависимостью между коэффициентом тепловроводности перлитобетона ( ц ) от . содержания перлита по формуле, полученной экспериментально 4 О. Где а 9 Ь коэффищзенты 9 полученныеэкспериментально для данного вида теплоиэоляционного заполнителя " перли" лтоо п а9Зная коэффициент теплопроводностиперлитобетбна, определяют необходимоесодержание перлита (7) по выражению Способ осуществляют следующим обоаэом. В месте укладки перлитобетона устанавливают две емкости. В одной из них готовят обыкновенный цементный раствор с добавкой обычного песка, в другом - раствор с нерлитовым песком. Растворы иэ обеих емкостей подают насосамн к смесителю, Причем поступление их регулируется специальными устройствами - регуляторами, изменяющими производительность. В процессе укладки перлитобетона, зная распределения по периметру выработки коэффициента теплопроводности, изменяют содержание перлита в перлитобе тоне в нужных пределах.Таким образом, за счет изменения теплофизнческих свойств. теплоизоляционного раствора толщина его по периметру выработки выполняется постоянной, а несущая способность крепи повьппается.П р и м е р, На шахте "Джебарикихая" имеем выработку, пройденную в породах с различными по периметру льднстостью и коэффициентом теплопроводности. Причем в боках выработки они равны ч и ,9 а в кровле и почве ч и(- коэффициент теплопроводности, Вт/м К, ч - льдистость пород, Ж) . Для обеспечения надежной безопасной . эксплуатации крепи необходимо, чтобы ореол протаива" ния вокруг выработки был равномерен и не превьппал 0,5 м от контура выработки вчерне. Обратным тепловья расчетом устанавливаем (использованачисленная модель определения температурного поля горных пород вокруг выработок различного назначения при наличии Фазовых переходов влаги), что при= 1,2 Вт/и К и195 Вт/м К и м, = 6 Е и м. 207 термическое сопротивление изоляционного слоя ролжно быть в боках выработки В 2 м /Вт К, а в кровле и почве К 2 = 4,2 м /Вт К,42 При одинаковом коэффициенте теплопро водности изоляционного слоя, наприВ н 0,84 и, Здесь принято, что К4 /ц р где 4 - толщина крепи, м,Естественно, что такое изменение толщины крепи по периметру допустить нельзя, так как это повлечет увеличение выработки вчерне, чтобы обеспечить необходимый просвет, предусмотренный правилами,беэопасности 9 для1412407 формула изобретения-а ---- -1003 0 424 2-1 4 -0,013 25 Составитель Л,Березкина Техред М.Ходанич Редактор .А,БерЮ Корректор, В, Гирняк Тираж 296 Заказ 2566 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035; Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 3прохода клети. Иэ эксперимента известно, что коэффициент теплопровод,ности перлнтобетона изменяется в зависимости от содержания перлита в соответствии с формулой (1).Таким образом, если содержание пер лита равно 03; то Лнэ 1,4 Вт/мфЕ, аесли перлита 1003, а простого песка нет, то Д О, 1 Вт/м Е. С целью обеспечения минимальной толщины изоляционного слоя крепи 1 для области с большим термическим сопротивлением выберем Ваэ 0,1 Вт/мфК,1тогда толщина крепи будет равнадК Яэ 4,2 0,1 " 0,42 м. Процентное содержание перлита для крепи толщиной 0,42 м во втором слое должно быть (см. формулу 2)3Ь.Гф -фЮ аЬ Ь Окончательно имеем, что для обеспечения равномерного ореола протан-. вания вокруг рассмотренной выработки необходимо во втором слое ввести в изоляционный слой 100% перлитового песка в качестве наполнителя, а в первый слойФи/Е -а 0 42/2-1 4И Л -А --- .а- е 91 53Ь -0,03 . фОставшиеся 8,5 Х нанблнителя заменяют обычным песком, Способ теплоизоляции горных вы" работок по авт.св. В 1121446, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с г:. целью повышения несущей способности крепи путем создания равномерного ореола протаивания вокруг выработок, содержание заполнителя в теплонэоляцнонном слое изменяют по периметру выработки пропорционально температура горных пород по контуру выработки,