Способ теплоизоляции горных выработок

 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к возведению набрызг-бетонных теплоизолирующих крепей, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве подземных сооружений. Цель - увеличение термического сопротивления набрызг-бетонной крепи без изменения ее общей массы и толщины. По данным геомеханического прогноза определяют ожидаемые нагрузки на крепь и выбирают толщину и массу набрызг-бетонной теплоизолирующей крепи. На стенки выработки (В) наносят послойно путем набрызга бетонную смесь. В последнюю введены вспученный теплоизоляционный наполнитель (ТИН) - перлитовый песок и обычный песок с изменением их содержания в смеси. Изменение содержания ТИН от максимального до минимального производят послойно В по толщине возводимой крепи. Отношение толщины слоя с максимальным содержанием ТИН к толщине слоя с минимальным содержанием определяют из соотношения δ<SB POS="POST">2</SB> / δ<SB POS="POST">1</SB> = ρ<SB POS="POST">1</SB> - ρ<SB POS="POST">0</SB> / ρ<SB POS="POST">0</SB> - ρ<SB POS="POST">2</SB>, где δ<SB POS="POST">1</SB> и δ<SB POS="POST">2</SB> - толщина слоя с минимальным и максимальным содержанием ТИН, м

ρ<SB POS="POST">0</SB> - заданная общая плотность набрызг-бетонного слоя крепи, кг/м<SP POS="POST">3</SP>. Общую плотность набрызг-бетонного слоя крепи определяют по заданному соотношению в зависимости от общей массы компонентов, составляющих теплоизолирующую бетонную смесь, массы и плотности связующего компонента и ТИН, а также плотности слоя крепи с минимальным и максимальным содержанием ТИН.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5g у к 21 D ll/00

8." 0@Е Я

9МЕП81. И) и ЧИКАЛ

Е ..Ы"..10 ГйА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ .ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ Оса»

1 (21) 4105684/23-03 (22) 02.06.86 (46) 15.11.89. Бюл.Р 42 (71) Институт горного дела Севера

Якутского филиала СО АН СССР и

Комбинат "Якутуглестрой" (72) А.Ф.Галкин, Ф.И.Киржнер, П.Н.Васильев и О.С.Смертин (53) 622.281.9(088.8) (56) Авксентьев И.В., Скуба В.Н.

Теплоизоляция горных выработок в условиях многолетней мерзлоты.

Новосибирск: Наука, 1983, с.97-102.

Авторское свидетельство СССР .М 1121446, кл. Е 21 D 11/38, 1984. (54) С11ОСОБ ТЕПЛОИ3011ЯЦИИ ГОРНЫХ

ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горной промышленности, в частности к возведению набрызг-бетонных теплоизолирующих крепей, и может быть использовано в промьппленном и гражданском строительстве подземных сооружений.

Цель — увеличение термического сопротивления набрызг-бетонной крепи без изменения ее общей массы и толщины.

По данным геомеханического прогноза

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к возведению набрызг-бетонных теплоизолирующих крепей, и может быть использовано в промьппленном и гражданском строительстве подземных сооружений.

Цель изобретения. — увеличение термического сопротивления набрызг2 определяют ожидаемые нагрузки на крепь и выбирают толщину и массу набрызг-бетонной теплоизолирующей крепи.

На стенки выработки (В) наносят послойно путем набрызга бетонную смесь.

В последнюю введены вспученный теплоизоляционный наполнитель (ТИН)-перлитовый песок и обычный песок с изменением их содержания в смеси. Изменение содержания ТИН от максимального до минимального производят послойно от контура В по толщине возводимой крепи.

Отношение толщины слоя с максимальным содержанием ТИН к толщине слоя с минимальным содержанием определяют из соотношения g1 / 8, = л — П / 0 — Р

Я

Г где 3 и II — толщина слоя с минимальным и максимальным содержанием

THH„ 1 p — заданная общая плотность набрызг-бетонного слоя крепи, кг/м

Э

Общую плотность набрызг-бетонного слоя » крепи определяют по заданному соотношению в зависимости от общей массы компонентов, составляющих теплоизолирующую бетонную смесь, массы и плотности связующего компонента и ТИН, а также плотности слоя крепи с минимальным и максимальным содержанием ТИН. бетонной крепи без изменения ее общей массы и толщины.

Способ осуществляется следующим образом.

По данным геомеханического прогноза определяют ожидаемые нагрузки на крель и выбирают толщину и массу набрызг-бетонной теплоизолирующей

1521878 крепи. Наносят поспойно путем набрызга на стенки выработки беточную смесь, в которую введены вспученный теплоизоляционный наполнитель — пер5 литовый песок и обычный песок с изменением их содержания в смеси. Определяют количественные соотношения компонентов, составляющих бетонную смесь. Определяют плотности слоев с максимапьным и минимальным содержанием теплоизоляционного наполнителя,— перлита. Находят среднюю плотность теплоиэолирующей бетонной смеси. Определяют отношение толщин слоев с разной плотностью, Зная это отношение легко определить количество пар слоев в заданной общей толщине крепи. Для этого используют очевидное соотношение 20

«" — м

Ц1(1 + х) + Ь, где P — количество пар слоев с максимальным и минимальным содер- 25 жанием теплоизоляционногD наполнителя — перлнта; х — отношение 8 /1>1.

Значение толщины слоя с минимальгде M — масса крепи при равномерном о

55 распределении перлнта, кг, М вЂ” масса суммы иар слоев, кг.

Выполнив соответствующие расчеты,, производят нанесение набрызг-бетонной ным содержанием перлитового песка 0 выбирается в каждом конкретном случае, исходя из общей .толщины бетонной конструкции и ожидаемых нагрузок на крепь« Это является отдельной задачей геомеханики. В общем случае, исходя из расчета максимальных растягивающих напряжений на внешнем слое бетон- . ной крепи (внутренний слой крепи слой, контактирующий с горными породами), толщина внешнего слоя с минимальным содержанием перлитового песка (максимальной плотностью) должна быть не менее одной десятой общей толщины крепи.

Если число слоев окажется дробным, 45 то выполняется целое количество слоев, а оставшаяся толщина крепи разделя-ется на две части, причем толщина слоя с минимальным содержанием теплоизоляционного наполнителя перлито-50 вого песка определяется по формуле

"1о 1"1 с со Р . — Р 1 МЗ где К вЂ” термическое сопротивление

Ъ слоя крепи, м /Вт К; ф — коэффициент тецлопроводности материала крепи, Вт/M K.

Коэффициент теплопроводности теплоизолирующей набрызг-. бетонной крепи определяется но экспериментальной формуле ф = -0,25 + 0,001165 Р, Вт/м К, где и — плотность материала крепи, кг/м

Используя вышеприведенные формулы, определяем отношение толщины слоя с максимальным содержанием перлитового песка к толщине слся с минимальным содержанием из соотношения

3, р, — р.

p.— р где Fq — толщина слоя с максимальным содержанием перлита, м; толщина слоя с минимальным содержанием перлита, м;

1 заданная общая плотность набрызг-бете нного слоя крепи, кг/м з общая масса компонентов, составляющих теплоизолирующую бетонную смесь, кг;

3) 4...k; масса и плотность x-ru связующего компонента смеси, кг, кг/м общее количество связующих компонентов смеси; масса и плотность песчаного наполнителя, кг, кг/и

Yil ()

m i)

«41 1 «+1 смеси, которое производят послойно, изменяя вид наполнителя в каждом слое. Нанесение производят с помощью обычных механизмов, применяемых на горных предприятиях для набрызг-бетонирования.

Пример,Ha золотодобывающем руднике применяют теплоизолирующую бетонную крепь толщиной 0,5 м. Плотность используемого составанабрызг-бетона составляет

869,4 кг/м . Термическое сопротивление слоя крепи определяется по известной формуле д

В.=-, м/Вт К, Ш

Ф ) Формула изобретения

К+1

Составитель Л.Березкина

Техред Л.0лийнык . Корректор И.Муска

Редакто р М, Б анду р а

Заказ 6904/30

Подписное

Тираж 449

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгороч, ул. агарина, 101

5 15218 ш„, )„ — масса и плотность теплоиэоляционного наполнителя, кг, кг/м ;

1 — плотность слоя крепи с . минимальным содержанием теплоизоляционного наполнителя, кг/м з

N к „, э

X (г), ()к+, 1 — плотность слоя крепи с мак= симальным содержанием перз литового наполнителя, кг/му

М

:Е.(p); + (p)„, Данный способ позволяет увеличить термическое сопротивление набрызг- 20 бетонного слоя крепи при заданном постоянном содержании перлита и общей толщине и массе крепи. Это достигается рациональным распределением перлита по толщине крепи.

Способ теплоизоляции горных выработок, включающий. послойное нанесение 30 путем набрызга на стенки выработки бетонной смеси, в которую введены вспученный теплоизоляционный наполнитель и обычный песок с изменением их содержания в смеси, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения термического сопротивления набрызг-бетонной крепи без изменения ее толщины и массы, изменение содержания теплоизоляционного наполнителя от мак-40 симального до минимального производят послойно от контура выработки по толщине возводимой крепи, при этом отношение толшины слоя с максимальным „ садержанисм теплоизоляционного напол- 45 нителя к толщине слоя с минимальным

78 6 содержанием определяют иэ соотношения

3 -Р. где 3 — толщина слоя с максимальным содержанием теплоизоляцион.Г,— ного наполнителя, м; — толщина слоя с минимальным его содержания, м;

Po — заданная общая плотность набрызг-бетонного слоя крепи, кг/м

М вЂ” общая масса компонентов, составляющих теплоиэолнрующую бетонную смесь, кг

i 3, 4...k, 1 — масса и плотность i-го связующего компонента смеси, кг, кг/м

3.

k — - общее количество связующих компонентов смеси;

Г <+, — масса и плотность песчаного наполнителя, кг, кг/м

Ъ,, „+ - масс а и пло тиос ть тепло из оляционного наполнителя,кг,кг/м, з, 1, — плотность слоя крепи с минимальным содержанием теплоизоляционного наполнителя, кг/м

М

m ш

Q (p); + (p) gi, th) — плотность слоя крепи с максимальным содержанием теплоиэоляционного напол5 нителя, кг/м