Способ возведения армированной набрызгбетонной крепи

(39) % (В 16 451)2 0 11/ 1ИЯ ",БРЕТ ТЕЛЬСТ етельство СССР1/00, 1981 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИДЕ( 71 ) Норильский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени горно-металлургический комбинат им, А,П,Завенягина(56) 1. Воронин В.С. Применение синтетических материалов для крепления горных выработок и укрепления пород, ЦНИИ и ТЭИ ЦМ М 1971. 2. Авторсков св У 823589, кл., Е 21 П (прототип),(54)(57) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ АРМИРОВАННОЙ НАБРЫЗГБЕТОННОЙ КРЕПИ,включающий загрузку в торкретирующую машину и подачу через соплобетонной смеси и гибкой арматуры,например стекловолокна, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с. цельюповышения несущей,способности крепи, беточную смесь наносят на поверхность выработки, а затем с интервалом во времени на поверхностьзатвердевшего бетона наносят арматуру, причем время подачи арматуры вместа концентрации напряжений увеличива 8 т в 1,1-3,0 раза пропорционально величине напряжений.Изобретение. относится к горномуделу и может быть использованопри креплении горных выработок .Известен способ возведения армированной набрызгбетоиной крепи, 5включающий подачу воздушной струей через сопло вяжущего заполнителя и армировки з виде сечки иэ стекловолокна, капрона или проволоки,которые предварительно пвремешивают всю эту армированную смесь, подают воздушной струей на сопло истены и блока выработки Я .1Однако известный способ нетехнологичен, так как доэатошы цементной пушки забиваются сечкой и перестают работать, прочвость получаемой набрыэгбетэнной крени невысока(в 5-6 раз ниже прочности цемент 20ного камня армированного нешрерывным жгутом стекловолокна (стеклоровингом), так как волокна армировки разнонаправлены и имеют небольшую (0,5.-2 см) длину, При этомспособ отличает сравнительно низкая работоспособность получаемойкрепи на изгиб эа счет ограниченно. -го размера сечки, потеря прочностиармировки эа счет перебивания волокон сечки песком и крупным эапол 30нителем при совместном перемешивании, транспортировке по шшангам инанесении, а также повышенный расходармирующего волокна за счет равномерного его распределения в смеси 35как в зонах растяжения, так н в зонах сжатия горной выработки, причем при неэиачительиои учеличениипрочности набрызгбетона на растяжение (на 10-153) по сравнению с не- фОармированным, Кроме того., необходимы дополнительные затраты на приготовление сечки стеаловолокна иэ4стеклоровинга, невозможно чередоватьотдельно слои набрызгбетона и армату ры иэ сечки, таккак они перемешаныс вяжущим и заполнителем, а такженельзя регулировать коэффициент армнрованкя в процессе возведения крепи, так.как смесь с армнровкой готовят заранее,Известен снособ ыеведакив армированной набрызгбетонной апреливключающий загруэйу в торкреткрующую 55 машину и подачу через сошло бетонной смсси и гибкой арматуры, например,стекловолокна 2 . Недостатком данного способа явля-.1 ется одновременная подача воздушной струей смеси вяжущего, заполнителя и армирующего жгута, В результате совместного прохождения с различными, скоростями песка, крупного заполнителя и армирующего жгута последний значительнодробится и теряет свои прочностные свойства, особенно на разрыв и изгиб. В результате несущая способность крепи снижается эа счет снижения работоспособности армировки . Кроме того, при совместном нанесении вяжущего с. заполнителем и армирующего жгута из-эа запыленности не видно как, куда и сколько ложится армировки, Это также снижает качество :возводимой крепи, т.е. снижает ее работоспособность.Цель изобретения - повышение не - сущей способности крепи.Указанная цель достигается тем, что согласно способу возведения армированной набрызгбетонной крепи, включающему загрузку в торкретирующую машину и подачу через сопло бетонной смеси и гибкой арматуры, например стекловолокна, бетонную смесь наносят на поверхность выработки, а затем с интервалом во времени на поверхность затвердевшего бетона наносят арматуру, причем время подачи арматуры в места концентрации напряжений увеличивают в 1,1-3,0 раза пропорционально величине напряжений,На фиг. 1,изображено устройство,осуществляющее способ; на фиг. 2схема расположения напряжений незакрепленной выработки,Установка включает торкретирующую машину 1, транспортировочныйшланг 2, состоящий из питающейемкости 3, насадки сопла 4 и патрубка 5, размещенного в насадкесопла 4, причем. один конец патрубка5 прикреплен к насадке 4, а другой расположен соосно насадке 4. Насадка 4 соединена с торкретирующей машиной 1 шлангами 2 и предназначена для нанесения бетонной смеси на поверхность выработки 6. Патрубок 6 соединен с питательной емкостью 3 для подачи из нее арматурыв виде гибкого жгута, который также наносят на поверхность выработки6, формируя слой крепи 7.В конкретных условиях способ осуществляют следующим образом,Приготовленную бетонную смесь загружают н торкретирующую машину 1 при помопи сжатого воздуха давлением 4 атм, по транспортному шлан гу 2 подают в насадку соппа 4 и на - носят на поверхность контура горной выработки сечением 12 м, толщиной 1 см. Нанесенному бетонному слою дают время 6-8 ч для затвердеванияЗатем к патрубку 5 сопла 4 подсоеди няют транспортный шланг от емкости с клеящим составом (не показана) и при помощи сжатого воздуха распыляют клеящую смесь в виде поливинилацетатной воздушно-змульсионной 15 смеси по бетонной поверхностиПосле этого транспортный шланг, подающий клеющую смесь, отсоединяют и в патрубок 5 насадки сопла 4 вводят жгут стекловолокна марки 20 РБР, который с помощью сжатого воздуха давлением 3 атм, подаваемого в сопло 4 по транспортному шлангу 2, наносят на бетонную поверхность.25На фиг. 2 показано сечение реальной породной выработки с эпюрами,образующимися в ее контуре напряжений, где сплошной жирной линией показан контур горной выработки, сплошной тонкой линией - контур эпюр 30напряжений, штриховой - граница эпюры среднемодульных напряжений,растягивающие напряжения обозначены знаком (-), а сжимающие - знаком(+Х35Как видно на фиг, 2, на участках2-3, 4-6, 6-7, 8-9, 10-11, 12-13,14-15, 16-17, 18-19 и 20-21 напряжения меньше среднемодульных. Времянанесения на эти участки арматуры 40составляет 2 с/м ( выдают 24 м арматуры на 1 м ) . На участках 7-8, 9-10,215-16 и 17-18, где образуются напряжения выше среднемодульных по величине в 2,5-3 раза, арматуру подают 455-6 с, т.е, в 2,5-3 раза дольше, чемна участках, где напряжения меньше среднемодульных. На участках выработки 1-2, 3-4, 5-6; 11-12,.13-14и 19-20 образуются напряжения вьппе 50среднемодульных по величине в 1,1 -2 раза, время нанесения арматуры вданном случае равно 2,2-4 с, т.е. в1,1-2 раза больше, чем время подачиарматуры в места со среднемодульными напряжениями. Временем нанесениятаким, образом арматуры регулируюткоэффициент армирования, повышая рабе".ос,ообяость крепи н наиболее опасч.х участках контра выработки,Поспе нанесения гибкой арматурысерху Формируют ",торой слой набрыэгоетонной .меси,,задельная подача через соплобетонной смеси и арматурного жгутаисключает повреждение последнегокрупным заполнителем смеси. В результате арматурный жгут укладывают наповерхность только с помощью сжатого возпуха с первоначальными прочностными характеристиками, т,е.повышают качество арматуры,.что даетповышение работоспособности набрызгбетонной крепи.Подавая армировку раздельно отбетонной смеси, исключают такжезапыленность в выработке в процессеее нанесения, что дает воэможностьвизуально оценить качество и количество нанесения арматурного жгутана поверхность выработки. В итоге повышается работоспособность крепи,Возведенная таким образом обделка повышает работоспособность крепиза сче; повышения качества укладкиарматуры. А повышение времени подачи арматуры в 1,1-3,0 раза на участки выработки с повьппенной концентрацией напряжений позволит повыситькоэффициент армирования этих участков, т.е,также повысить работоспособность крепи. Величина 1,1-3,0 принята, так как при величине меньше 1,1прочность и несущая способность крепи практически не будет увеличена,т,е. будет в пределах допустимойошибки, а при величине более 3,0 будет идти в излишний запас прочности.Арматура прй раздельной послойной укладке с бетонной смесью будет ложиться в соответствии с конфигурацией контура выработки,а значит всегдвбудет работать либо нв сжатие, либо на растяжение в зависимости от того, в какой части сечения выработки она будет находиться, т,е. также. будет повьппать в некоторой степени работоспособность крепи, так квк арматура, например из стеклоровингв, на сжатие и растяжение имеет значительно большие показатели, чем нв изгиб, что также повышает работоспособность крепи.При раздельной подаче и послойной укладке арматуры и бетонной сме11 б 4428 Составитель Л.БерезкТехред М.Пароцай едактор леме орректор М.Демчи Заказ 4168/3 Тираж 482 Государственного елам изобретений сква, Ж, Раушс писн Пооиитета СССРоткрйтийя наб., д. 4/ ВНИИПИ по д 3035, Мофилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул ктная,си дают возможность затвердеть бетон ному слою, после чего подают арматуру, в результате на затвердевшем бетонном слое не образуется комуфлетная выемка и струя воздуха не отбрасывает арматуру, а рассеивается по поверхности бетонного слоя, зацепляя волокна арматуры за песчинки и неровности. Таким образом, арматура более качественно ложится и закрепляется на поверхности армируемого слоя, что в итоге также повышает работоспособности крепи.Для более качественного закрепления арматуры на бетонированной и затвердевшей поверхности эту поверхность можно смочить клеящим составом, например поливинилацетатной эмульсией,. и после этого подавать арматуру. За счет клеящих свойств волокна арматуры будут лучше закрепляться на поверхности армируемого слоя, цепляясь как за неровности и песчинки на поверхности, таки при-,клеиваясь за счет клейкости состава.Раздельная подача через соплобетонной смеси и арматурного жгута5 позволяет регулировать режимы подачи бетона и жгута относительно другдруга, тем самым регулировать коэф-.фицйент армирования бетонной крепи.Это дает возможность создавать крепь1 Ос прочностными свойствами, соответствующими условию.нагружения,и темсамым повысить работоспособность крепи для любых конкретных условий,Использование изобретения поэво 15 ляет повысить работоспособность набрызгбетонной крепи тем самым повысив безопасное поддержание горныхвыработок и их безремонтный срокслужбы, расширить область применения20 этого вида крепи, заменив некоторыедорогостоящие виды крепи, а такжесократить расходы на поддержание горных выработок,3 й