Розробка ефективних самонапружуючих будівельних сумішей для тампонажу приконтурних порушених порід і дослідження фізичних властивостей тампонажного каменю. Взаємодія армованих породобетонних конструкцій і базового металевого податливого кріплення.
Аннотация к работе
Національна академія наук України Розробка способу підвищення стійкості виробок шляхом формування армованих породобетонних конструкцій розчинами, що розширюються„Розробка способу підвищення стійкості виробок шляхом формування армованих породобетонних конструкцій розчинами, що розширюються”. Рукопис. Вирішення поставленої задачі досягається шляхом вирішення наступних задач: - Розробка ефективних самонапружуючих будівельних сумішей на основі портландцементу з розширюючими добавками фосфогіпсо-вапнистих спіків для тампонажу приконтурних порід і дослідження фізико-механічних властивостей тампонажного каменю. У результаті проведеного комплексу теоретичних і експериментальних досліджень установлено: - Використання будівельних сумішей на основі портландцементу з розширюючими добавками фосфогіпсо-вапнистих спіків суттєво покращує якість омонолічування порушених порід контуру виробки, заповнюючи за рахунок розширення суміші всі розломи та тріщини. Використання запропонованих розширюючих і самонапружуючих інєкційних розчинів в середньому на 30 % підвищує коефіцієнт зчеплення між породами та розчином, в результаті чого переміщення крівлі-підошви та боків виробки в 1,2-1,5 рази менше переміщень контуру, затампонованого розчином на основі бездобавочного портландцементу. Результати проведених експериментальних досліджень в умовах шахт Західного Донбасу свідчать про те, що анкерне кріплення та тампонаж контуру виробки будівельною сумішшю на основі портландцементу з розширюючими добавками фосфогіпсо-вапнистих спіків в середньому на 58 % зменшує переміщення крівлі та боків виробки.Складність підтримки й охорони виробок збільшується із зростанням глибини розробки, особливо в умовах слабометаморфізованих порід Західного Донбасу. Виконано аналіз і дано оцінку способів підвищення стійкості виробок. В результаті проведених досліджень властивостей напрягаючих тампонажних розчинів і породобетонних конструкцій на їх основі установлено: - Введення в портландцемент добавки фосфогіпсо-вапнистих спіків в кількості, забезпечуючий достатнє лінійне розширення в початковий період (до 20 діб) приводить до зниження міцності зразків (порядку 6 % - до 14 діб і 3 % - до 28 діб) в порівнянні з міцністю зразків на бездобавочному цементі, а через 90 діб після початку твердіння міцність зразків практично співпадала (Таблиця 1). Вільне розширення та міцність зразків, де в якості заповнювача використовувалась зола-унос ТЕЦ вища ніж міцність зразків, де в якості заповнювача використовувався пісок. Величина лінійного розширення та самонапруження в семидобовому віці для всіх зразків складає 80-90 % від величина самонапруження через 28 діб (Рис.З ціллю вивчення умов підтримання гірничих виробок, породний контур яких зміцнюється при допомозі тампонажу з використанням розчинів на основі портландцементу з розширюючими добавками фосфогіпсо-вапнистих спіків і установки анкерів, проведені інструментальні дослідження в умовах шахти „Ювілейна” ВАТ „Павлоградвугілля” (Рис. В результаті проведених інструментальних спостережень встановлено, що тиск на динамометричне арочне кріплення з підкріплюючими елементами приблизно в шість разів менше від тиску на таке ж кріплення де використовувалось лише арочне піддатливе кріплення. Спостереження за переміщеннями породна контакті з піддатливим кріпленням показали, що породи зміщуються по контуру нерівномірно більші по абсолютній величині переміщення мають місце із сторони крівлі виробки.Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій вирішена актуальна науково-прикладна задача підвищення стійкості гірничих виробок шляхом утворення армованих породобетонних конструкцій в умовах слабометаморфізованих вуглевміщуючих порід розчинами, що розширюються. Встановлено, що використання розроблених самонапружуючих будівельних сумішей на основі портландцементу з розширюючими добавками фосфогіпсо-вапнистих спіків забезпечує підвищення в 1,2 рази механічних характеристик тампонажного каменю та збільшення в середньому на 30 % коефіцієнту щеплення між породами та розчином, що уможливило більш повний між блоковий контакт порушених породних елементів, в результаті чого збільшується ефект само заклинювання приконтурних порід. Доведено, що найбільш раціональними для досягнення ефекту самонапруження являються будівельні суміші з вмістом фосфогіпсо-вапнистих спіків в кількості 7,5 % при нагнітанні тампонажного розчину в вертикальні свердловини під тиском до 5 МПА. При непідкріпленому контурі виробки має місце стрибкоподібне проковзування елементів піддатливого кріплення в замках, а при зміцненому контурі проковзування в замках не спостерігалось: тиск зростає плавно із швидкістю в 2 рази меншою ніж швидкість зростання тиску при непідкріпленому контурі. Зміцнення порушених приконтурних порід будівельною сумішшю на основі портландцементу з розширюючими добавками фосфогіпсо-вапнистих спіків зменшує переміщення крівлі та боків в середньому на 58 %.