Способ нанесения дисперсно-армированного набрызгбетонного покрытия на стенки выработки

 

Изобретение относится к горной промышленности . Сущность изобретения: способ включает нанесение под давлением воздух-а покрытия, перед набрызгом на стенки выработки последние покрывают электроизолирующим материалом. Между вмещающими породами и наносимым слоем набрызгбетона создают разность потенциалов . Для повышения надежности электроизолирующего покрытия и.улучшения его гидроизолирующих свойств электроизоляцию осуществляют посредством нанесения на стенки выработки электроизоляционных покровных лаков или эмалей воздушной сушки. Для лучшей проводимости в качестве фибровой арматуры используют металлические опилки. 2 з.п.ф-лы. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s Е 21 0 11/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4889212/03 (22) 12.10.90 (46) 15,03.93.Бюл. N 10 (71) Московский горный институт и Всесоюз ный научно-исследовательский институт орГанизации и механизации шахтного строительства (72 А.Н.Воробьев, В.П. Друцко, И.Г.Косков, И..Нестеренко и М.Д.Чорнокозинский (56 Насонов И.Д. и др. Технология строите 1ьства подземных сооружений: Учебник для вузов в 3-х частях, ч. И. Строительство горизонтальных и наклонных выработок.M. Недра, 1983, с.143-146..

Казакевич Э.В. и др. Крепление горных выработок дисперсно-армированными набрь згбетоном. - Шахтное строительство, 1988, ¹ 66, с.14-16.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к креплению выработок дисперсно-армированным набрызгбетоном, Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет уменьшения отскока.

Способ осуществляется следующим образом.

После оборки стенок выработки от кусков породы и очистки от пыли на вмещающие породы наносят электроизолирующее покрытие в виде электроизоляционных покрофных лаков или эмалей воздушной сушки. Данные лаки или эмали наносят на стенки выработки краскораспылителем, чем

Б0«, 180214б А1 (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ДИСПЕРСНОАРМИРОВАННОГО НАБРЫЗГБЕТОННОГО ПОКРЫТИЯ НА СТЕНКИ ВЫРАБОТКИ (57) Изобретение относится к горной промышленности, Сущность изобретения; способ включает нанесение под давлением воздуха покрытия, перед набрызгом на стенки выработки последние покрывают электроизолирующим материалом. Между вмещающими породами и наносимым слоем набрызгбетона создают разность потенциалов, Для повышения надежности электроизолирующего покрытия и улучшения его гидроизолирующих свойств электроизоляцию осуществляют посредством нанесения на стенки выработки электроизоляционных покровных лаков или эмалей воздушной сушки. Для лучшей проводимо. сти в качестве фибровой арматуры используют металлические опилки. 2 з.п.ф-лы. механизируется процесс и достигается до статочная производительность.

Покровные лаки и эмали воздушной сушки приняты в качестве электро- и гидроизоляции по причине их хорошей адгезии. значительной прочности и твердости образуемой пленки, высоких электроизоляционных свойств, влагостойкости и влагонепроницаемости, В качестве электроизолирующего материала может быть принят, например, масляно-битумный покровный лак воздушной сушки типа БТ-99 (ГОСТ 8017-56). Сушка осуществляется за 3 ч в обычных условиях.

Образующаяся пленка влагостойкая.

Для лучшей изоляции целесообразно нано1802146 сить с некоторым интервалом во времени второй слой покрытия, В качестве растворителя для данного лакэ используют сольвент каменноугольный, ксилол или смесь одного из этих растворителей с бензином.

Можно использовать также лаки на смоляной основе типа ЭП-96 (ВТУ КУ 561-63), 976-1 (TY 4317-54). Эти лаки обладают лучшими показателями, но они более дорогие.

Эмали — это лаки, сегментированные высокодисперсными неорганическими соединениями. В силу наличия данных соединений образующаяся после твердения эмали пленка обладает большей прочностью, что немаловажно при последующем. нанесении на нее набрызгбетонного покрытия.

В качестве эмалей можно использовать перхлорвиниловые и эпоксидные эмали типа ХВ-16 (ТУ-35ХП-316-61), ГОСТ 6993-54, ЭП-91 и ЭП-92 (MPTY 6-10-530-67), После нанесения электроизолирующего покрытия производят набрызгбетонирование. Набрызгбетонирование осуществляют в соответствии с прототипом с использованием соответствующего оборудования, При этом между вмещающими породами и наносимым слоем набрызгбетона создают разность потенциалов "U", рассчитываемую по формуле где d — толщина электроизолирующего покрытия, м;

y — объемный вес набрызгбетонной смеси с фибрами, Н/м; з.

h — толщина наносимого слоя набрызгбетонного покрытия,м;

«О — электрическая постоянная, Ф/м; к — диэлектрическая проницаемость электроизоляционного покрытия;

К вЂ” часть веса слоя набрызгбетонного покрытия, удерживаемого электрическими силами.

Создание разности потенциалов между стенками выработки и набрызгбетонным покрытием через изолятор приводит к образованию своего рода конденсатора, При этом на покрытие будет действовать притягивающая сила, как на обкладку конденсатора, Это дает возможность значительно уменьшить отскок материала от стенок выработки, составляющий в настоящее время 300

Для обеспечения лучшей проводимости бетонной смеси и, соответственно, большей эффективности способа, в ка естве фибровой арматуры используем металлические опилки, являющиеся хорошим проводником.

Расчетная формула получена следующим образом.

Считаем, что из-за значительной площади обнажения выработанного пространства и очень малого зазора (на толщину диэлектрика) между вмещающими породами и набрызгбетонным покрытием при набрызгбетонировании "порода-изоляторкрепь" образуется плоский конденсатор.

Для него справедлива следующая формула

15.S

С= е ео

d где С вЂ” емкость конденсатора, Ф; — диэлектрическая проницаемость электроизолирующего покрытия; о - электрическая постоянная, cD/M;

S — площадь обкладки конденсатора, г, I

d — толщина диэлектрика, м.

Силу, действующую на одну из обкладок конденсатора (нэбрызгбетонное покрытие) найдем из выражения (2) Е=Е .Q, где Š— напряженность поля, В/м:

Q — заряд конденсатора, К.

Известно, что напряженность для плоского конденсатора равна

Е=

d (3) 40 где 0 — напряжение между обкладками конденсатора, В;

d — расстояние между обкладками конденсатора (толщина диэлектрика), м.

При этом

Q =С U =я r,, — U. (4)

Выражение для силы из (2), (3), (4) получит следующий вид

F= — r яо — U= — « :о S, (5)

U S U г1 г1, г

Считаем, что при набрызгбетонировании электрическими силами нужно удержать k-ю часть от веса слоя набрызгбетонного покрытия. Остальная часть удерживается силами адгезии. Кэк бы1802146 ло отмечено ранее, в настоящее время отскок составляет до 30 /,. го есть k 0,3.

Наиболее тяжелым участком в удержании покрытия является кровля, где электрические силы должны полностью воспринять

Ъ-ую" часть веса покрытия, которая на площади S равна 2,5.10 5 1О 0.5 -231

2 .885 . 10

Данное напряжение близко к промыш ленному напряжению от сети 220 Б. Это напряжение широко используется в различ ном горном электрооборудовании, поэтому каких-либо особых мероприятий llo электрозащите в соответствии с заявленным способом не требуется.

Таким образом, по сравнению с прототипом данный способ набрызбетонирования значительно снижает отскок и повышает гидроизолирующие свойства получаемой крепи.

P =K у 1 S (6) где y — объемный вес покрытия, HIM; з, h — толщина покрытия, м;

S — площадь покрытия, м;

2.

К вЂ” часть веса слоя набрызгбетонного покрытия, удерживаемого электрическими силами.

Приравнивая выражение (5) и (6), найдем расчетную формулу для разности потенциалов между вмещающими породами и набрызгбетонным покрытием

Формула изобретения

1. Способ нанесения дисперсно-армированного набрызгбетонного покрытия на стенки выработки, включающий подачу по шлангу под давлением сжатого воздуха бетонной смеси, затворение смеси водой, ввод в смесь фибровой арматуры, нанесение под давлением воздуха слоя покрытия, . отличающийся тем, что. с целью повышения эффективности способа за счет уменьшения отскока, перед нанесением набрызгбетонного покрытия стенки выработки покрывают электроизолирующим материалом для создания разности потенциалов между вмещающими породами и

35 изолирующим матер алом, 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности электроизолирующего покрытия и улучшения его гидроизолирующих свойств, в каче40 стве электроизолирующего материала используют электроизоляционные покровные лаки или эмали воздушной сушки, 3, Способ по пп.1 и 2. отл и ч а ю щи йс я тем, что в качестве фибровой арматуры

45 используют металлические опилки.

U=d и к

Теоретическое напряжение U несколько завышено по сравнению с фактическим, так как его выражение выведено для верхней части кровли при отсутствии соседних участков крепи. В действительности при набрызгбетонировании снизу вверх часть веса крепи передается на сопряженные нижерасположенные участки крепи, Фактическое напряжение уточняется в процессе производства работ в меньшую сторону.

Пример расчета для конкретных условий:

d = 0,05 мм = 5 10 м (двухслойное ла-5 ковое покрытие);

y= 2,5 т/м = 2,5 10 Н/м;

Ь = 5 см = 0 05 м = 5 10 м

f.= 2; Fо = 8,85 10 Ф/м; К = 0,3

Составител ь А. Воробьев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 838 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5