Инструкция по изоляции выработок и выработанных пространств в угольных шахтах (стр. 3 )

- тампонажа угольного массива с целью снижения газопроницаемости;

- предотвращения отжима угля в очистных и подготовительных забоях;

- анкерования горных пород с упрочнением окружающего массива

Дозировка компонентов – 1 : 1

Время начала реакции при 25 0С – 2 мин; время окончания реакции–4 мин; температура реакции – 980С. Объём смолы после реакции не увеличивается, что не приводит к повышению трещиноватости упрочняемого массива.

Компоненты смолы не горючие

Вспенивающиеся

полиуретановые смолы.

Применяются для:

- гидроизоляции горных выработок;

- упрочнения неустойчивых горных пород в обводнённых условиях;

- упрочнения пород кровли в очистных и подготовительных забоях;

- заполнение пустот;

- укрепление кирпичной и каменной кладки;

- укрепление бетона, санация трещин;

- закрепление микросвай и анкеров;

- покрытие бетонных поверхностей.

Дозировка компонентов – 1 : 1

Время начала реакции при 15 0С в обводнённых условиях – от 15 с до 1 мин 50 с в зависимости от типа и концентрации компонентов состава.

Время окончания реакции:

- при отсутствии воды - 1 мин 20 с;

- в обводнённых условиях - 2 мин 30 с.

Фактор вспенивания:

- при отсутствии воды 1 – 1,2;

- в обводнённых условиях 3.

Имеет высокие склеивающие свойства ко всем видам поверхностей, обеспечивает упрочнение и гидроизоляцию нарушенного массива, трудно воспламеняющееся.

Фенольные смолы.

Применяются в шахтах для:

- заполнения пустот и куполов;

- заполнения трещин в нарушенном массиве;

- уплотнения сильно нарушенных горных пород;

- заполнения и уплотнения вентиляционных перемычек.

Дозировка жидких компонентов (смола и катализатор) 4 : 1.

Время начала реакции при температуре 250С – менее 10 с.

Время окончания реакции - 3 мин 10 с

Фактор вспенивания 35 – 38.

Расход на образование 1 м3–40 -50 кг.

Предел прочности на сжатие - 0,6 – 1,2 МПа. Высокая скорость реакции вспенивания не требует возведения герметичной опалубки при заполнении пустот. Смола не воспламеняется.

1

2

Расширяющиеся смолы.

Применяется в шахтах для:

- заполнения пустот и куполов;

- заполнения трещин в нарушенном массиве:

- уплотнения сильно нарушенных горных пород;

- заполнения и уплотнения вентиляционных перемычек.

Дозировка компонентов 1 : 1.

Исходная температура – 250С

Начало вспенивания – 20 с.

Окончание вспенивания – 45 с.

Фактор вспенивания 15 – 30.

Смола быстро реагирующая, сильно расширяющаяся, невоспламеняющаяся.

ПРИЛОЖЕНИЕ № 4

КОНСТРУКЦИИ ПЕРЕМЫЧЕК И ТЕХНОЛОГИИ ИХ ВОЗВЕДЕНИЯ

Арка кирпичная

Для сооружения кирпичных противопожарных арок (рисунок 1) по периметру выработки делают вруб. Со стороны изолируемого пространства в кровле выработки делают расширение для закладки верхней части вруба. Толщина противопожарной арки - два-четыре кирпича в зависимости от сечения выработки.

Рисунок 1 – Арка кирпичная

Вруб в почве заливают цементным раствором толщиной 2-2,5 см и на него укладывают первый ряд кирпичей 1, затем проверяют его горизонтальность и заполняют раствором пустоты в вертикальных швах. Кирпич перед укладкой очищают от пыли, грязи и смачивают водой.

При кладке необходимо следить, чтобы зазоры между кирпичами и стенками вруба были тщательно заполнены цементным раствором. Пустоты больших размеров заполняют битым кирпичом (щебенкой с цементным раствором).

Следует применять русскую цепную кладку кирпичей, в которой чередуются ложковые (нечетные) ряды с тычковыми (четными). При таком чередовании в двух рядах соблюдается перевязка вертикальных швов. В процессе возведения арки необходимо строго следить за тем, чтобы вертикальные швы не проходил на всю толщину кладки и не совпадали между собой в двух последовательно расположенных рядах. Для повышения устойчивости перемычки внутренние стенки арки выкладывают со стробами.

После возведения боковых "столбов" до уровня кровли выработки на них размещают две-три двутавровые балки 2 (швеллеры, рельсы). На металлические балки укладывают кирпичи. Кладку верхней части арки ведут от бортов к центру. Среднюю часть арки, где кладка кирпичей затруднена, заполняют цементным раствором. Для этой цели вруб в кровле перекрывают опалубкой, за которую через трубы с помощью растворонасосов закачивают цементный раствор (Ц:П - 1:3) или раствор двухкомпонентной цементной смеси. Арку и прилегающие к ней породы с двух сторон штукатурят цементным раствором или покрывают защитным эластичным покрытием.

Закладка проема в арке ведется кирпичом или бетонитами с перевязкой вертикальных швов.

Перед закладкой арки производят ее осмотр. В случае обнаружения разрушений (появление трещин в кладке) перемычку усиливают или сооружают дополнительную подпорную стенку (контрфорс). При значительном разрушении кладки необходимо на некотором расстоянии от арки возвести вторую изолирующую перемычку.

Арка бетонитовая

Для снижения трудоемкости и ускорения работ по закладке арок, что особенно важно в аварийных условиях, следует применять бетониты. Размер арки должен быть таким, чтобы ее проем заполнялся целым числом бетонитов. При сооружении бетонитовых противопожарных арок (рисунок 2) по периметру выработки делают вруб. В зависимости от сечения выработки и ожидаемого горного давления во вруб кровли заводят два-три швеллера или рельса тяжелого типа 1, которые на время работ расклинивают стойками.

Рисунок 2 – Арка бетонитовая

Вруб в почве выработки очищают, смачивают водой и заливают слоем цементного раствора на 5-8 см. На цементный раствор укладывают нижние ряды бетонитов таким образом, чтобы у почвы со стороны действующей выработки образовался порог высотой 10-12 см. После проверки горизонтальности кладки приступают к сооружению бетонитовых "столбов" арки. Кладку ведут на цементном растворе (Ц:П - 1:2, 1:3).с перевязкой горизонтальных швов. Пустоты между бетонитами и стенками вруба закладывают бетонным боем и заливают цементным раствором.

Для повышения устойчивости перемычки внутренние стенки арки выкладывают со стробами или с наклонными плоскостями в сторону изолированного пространства. После укладки бетонитов во врубы до уровня кровли выработки на них опускают швеллеры (рельсы). Вруб в кровле перекрывают опалубкой, за которую через трубы 2 закачивают растворонасосом цементный раствор 3 (Ц:П - 1:3) .

Закладка арки (проема) ведется бетонитами с перевязкой вертикальных швов. Для хранения бетонитов и песка вблизи от арки делается ниша.

Арка железобетонная

Для возведения железобетонной арки (рисунок 3) делают вруб, а в кровле расширение. Во вруб устанавливают в 1 или в 2 ряда арматуру - 1.

Рисунок 3 – Арка железобетонная

В зависимости от формы и сечения выработки, направления и величины горного давления арматура может быть выполнена в виде полного (неполного) дверного оклада или из балок, заложенных во вруб в кровле. В качестве арматуры можно использовать рельсы, спецпрофиль, швеллеры и т. д. Для удобства возведения арки арматуру изготавливают отдельными элементами, которые соединяют между собой накладками. После этого приступают к укладке литого бетона, приготавливаемого из цементных смесей и подаваемых с помощью насоса или из гравия и цемента. Опалубку наращивают по мере укладки бетона. Сначала заполняют вруб в почве, а затем в бортах. Для связи арки с телом перемычки по всему периметру выработки делают выступы 2.

Закладку вруба бетоном 3 в кровле ведут через расширение. Когда укладка бетона становится затруднительной, в расширение заделывают два-три коротких отрезка швеллера или рельса 4. Расширение по кровле выработки перекрывают опалубкой и через трубы 5 заполняют раствором цементных смесей.

Для повышения устойчивости перемычки во внутренних стенках арки делают выступы или наклонные плоскости в сторону изолируемого пространства.

После затвердевания тела арки опалубку убирают. Раковины и неровности на поверхности бетона, пустоты на сопряжении арки с породами заполняют раствором; арку с обеих сторон штукатурят и железнят. В крепких и нетрещиноватых породах и угле арки можно сооружать без заделки поперечных швеллеров.

Закладку (заливку) арки (проема) производят бетонитами или бетоном на основе цемента или цементных смесей.

Для длительного срока службы при неустойчивом горном давлении следует сооружать усиленные железобетонные противопожарные арки. Для возведения арки в качестве арматуры используют горячекатаную сталь переменного профиля диаметром 15-20 мм, проволоку диаметром 5-8 мм, полосовое железо толщиной не менее 5 мм, отрезки рельсов и балок. Каркас арматуры сваривают на поверхности по форме вруба и доставляют в шахту. Каркас должен состоять из трех частей: двух стоек и верхней части арки. На месте возведения арки арматуру устанавливают во вруб и закрепляют через накладки проволокой и штырями.

Арка в выработках, оборудованных ленточным конвейером

Место для сооружения арки (рисунок 4) выбирают с таким расчетом, чтобы перемычка располагалась между рамами крепления и секциями конвейера. В почве и бортах выработки делают вруб шириной не менее толщины перемычки. Вруб в почве и бортах заполняют бетоном 1, при этом над верхней частью конвейера делают углубления (окна) 2 для размещения концов двутавровых балок № 10 или рельсов тяжелого типа 3.

При возникновении аварии и необходимости изоляции участка в окна заводят балки и на них сооружают тело перемычки из бетонитов. Пространство между элементами конвейера 4 закладывают боем бетонита или кирпичом на цементном растворе. После окончания работ на участке и демонтажа конвейера в арке сооружают бетонитовую или бетонную перемычку.

Рисунок 4 – Арка в выработках, оборудованных ленточным конвейером

ПЕРЕМЫЧКИ ДЛЯ ВРЕМЕННОИ ИЗОЛЯЦИИ

Временные перемычки возводят на небольшой срок, по истечении которого заменяют на постоянные или демонтируют, если в них отпадает необходимость.

Перемычка щитовая

Для возведения щитовой перемычки (рисунок 5) между рамами крепления разбирают затяжки.

Рисунок 5 – Временная щитовая перемычка

При креплении сплошняком убирают одну крепежную раму. В середине выработки, закрепленной деревом, устанавливают одну стойку 1 под верхняк, а при креплении металлом или бетоном возводят неполный дверной оклад. В выработках с креплением из спецпрофиля деревянную раму устанавливают так, чтобы верхняк находился в пазу. При этом паз в кровле делается с учетом диаметра верхняка. В бортах, кровле и почве выработки кайлом проделывают паз с таким расчетом, чтобы убрать породу и уголь потерявшие связь с массивом. Размеры паза: глубина 15-20 см, ширина 8-10 см. В паз заводят обрезные доски 2 толщиной 1,5-2 см и, начиная от кровли, прибивают внахлестку к креплению и стойке. В тех случаях, когда паз в кровле имеет неправильную форму, верхнюю часть перемычки заделывают обрезками досок.

Для контроля за газовым составом и температурой воздуха изолированного пространства в теле перемычки укрепляют трубу на расстоянии 25-30 см от кровли выработки. В выработках, имеющих приток шахтных вод, в нижней части перемычки укладывают трубу с гидрозатвором.

После возведения перемычки ее тело и сопряжение с породами (углем) по периметру выработки промазывают глиной или· покрывают защитными составами (напыляемые полимерные пленки, цементные смеси и др.).

Перемычка комплектная

Комплектные перемычки (рисунок 6) рекомендуется сооружать в межщитовых сбойках при щитовой системе разработки и в других аналогичных условиях.

Для возведения безврубовой комплектной перемычки в сбойке на расстоянии 3 м от ходовой печи пробивают сплошной комплект из стоек концы стоек заводят в кровлю и почву выработки на глубину 0,2 м. Затем по периметру сбойки делают паз 2 глубиной 0,2 м, в который заводят доски 3. Необрезные доски прибивают к стойкам внахлестку (начиная от кровли выработки) (рисунок 6, а), а обрезные впритык (рисунок 6, б). На щит навешивают сетку 4, концы которой заводят в паз в почве, бортах и кровле выработки.

Рисунок 6 - Перемычка комплектная

Для контроля за газовым составом и температурой воздуха выработанного пространства в теле перемычки укрепляют трубу на расстоянии 20-25 см от кровли сбойки. После этого сетку и прилегающий к ней уголь по всему периметру сбойки штукатурят или покрывают защитным покрытием 5.

Перемычка чураковая

Чураковые перемычки (рисунок 7) возводят в выработках с повышенным горным давлением. Для изготовления перемычек используют круглый лес диаметром 15-18 см, длиной 0,8 м.

Возведение перемычек производят в следующем порядке.

После выполнения подготовительных работ у места сооружаемой перемычки заготавливает весь необходимый материал. По периметру выработки делают паз глубиной 18-20 см, шириной 0,9 м. Паз в почве смачивают водой и заполняют на 8-10 см влажной глиной, пастой или мастикой. На слой изолирующего состава укладывают нижний ряд чураков 1

Рисунок 7 – Перемычка чураковая

Для более плотного прилегания друг к другу чураки подбивают кувалдой. Последующие ряды чураков укладывают также на слой влажной глины, пасты или мастики толщиной 3-5 см. Необходимо, чтобы чураки каждого ряда располагались в шахматном порядке по отношению к нижним рядам. В каждом ряду должны быть чураки одного диаметра. Верхние ряды чураков заводят в паз в кровле.

По мере возведения перемычки все пустоты между чураками, бортами выработки и пазом заполняют влажной глиной, пастой или мастикой и закладывают в перемычку контрольные трубы.

После укладки чураков перемычку расклинивают. Клинья 2 должны иметь длину, равную толщине перемычки. Сначала забивают клинья наполовину их длины, причем забивку ведут от краев к центру перемычки. Затем клинья забивают на всю длину в той же последовательности.

Перемычку со стороны действующих выработок штукатурят глинистым раствором 3 толщиной не менее 2,5 см или покрывают полимерной защитной пленкой толщиной не менее 2 см.

Заготовку чураков и клиньев для перемычки целесообразно производить на дневной поверхности.

Альтернативным вариантом связующим материалам (паста, глина и т. д.) и клиньям рекомендуются вспенивающиеся составы.

Перемычка шлакоблочная

Шлакоблочные перемычки (рисунок 8) сооружают из блоков размером 190×140×380 мм. Их изготавливают из топочных или доменных шлаков на цементном растворе (Ц:П - 1:4). Использовать блоки для кладки рекомендуется не раньше чем через 25 сут. после их изготовления. Блоки обладают пористостью и имеют высокую воздухопроницаемость, поэтому их необходимо качественно штукатурить цементным раствором или покрывать полимерной защитной пленкой.

Рисунок 8 – Перемычка шлакоблочная

Перемычки из шлакоблоков по сравнению с кирпичными менее трудоемким в изготовлении, лучше противостоят действию воды и влаги воздуха. Их целесообразно возводить для изоляции выработок, не испытывающих большого горного давления, в местах, где за ними может быть организован систематический контроль.

Аналогично шлакоблочным сооружаются перемычки из блоков, изготовленных из других облегченных материалов (пенобетона, блоков из цементных смесей и т. д.).

Толщина перемычки - два-три блока в зависимости от сечения выработки и ожидаемого давления. Кладку блоков ведут на цементном растворе с перевязкой швов. Пространство между породами и шлакоблоками заполняют цементным раствором или раствором цементных смесей.

Возводят перемычку следующим образом. После выполнения подготовительных работ паз в почве очищают от породы, смачивают водой и заполняют цементным раствором (раствором цементных смесей) толщиной 4-5 см (постель для кладки должна быть горизонтальной). Затем на цементный раствор кладут блоки 1. Перекрытие вертикальных швов между блоками при кладке достигается их смещением в рядах. Пустоты между стенками паза и блоками закладывают цементным раствором или раствором цементных смесей.

Со стороны действующих выработок поверхность тела перемычки и прилегающих к ней горных пород на расстоянии не менее 0,6 м штукатурят цементным раствором и белят или покрывают полимерным покрытием 2.

ПЕРЕМЫЧКИ ПОСТОЯННЫЕ С ВРУБОМ

Перемычки с врубом используют для изоляции отрабатываемых выемочных полей и пожарных участков. Они могут сооружаться в выработках, пройденных по пластам угля и породам. Перемычки должны противостоять гидромеханическому давлению воды и пульпы до 0,1 МПа. Для удержания большого давления используют водоупорные перемычки.

Постоянные перемычки сооружают в противопожарных арках, а при их отсутствии - во врубах. Глубина вруба должна обеспечивать воздухонепроницаемость пород и угля, вмещающих перемычку, и принимается 1 м по углю и 0,5 м по породе. Ширина вруба не должна превышать толщину перемычки более чем на 10 %. Выемку вруба следует производить отбойным молотком или кайлом. Применение взрывных работ для выемки вруба запрещается. В выработках сечением более 12 м2 выемку вруба производят в три-четыре этапа (рисунок 9).

Рисунок 9 – Порядок производства работ при взятии вруба

Сначала делают вруб в почве и боковых стенках до половины или до трети высоты выработки. После возведения нижней части перемычки I делают вруб в одном из бортов выработки и закладывают его (возводят "столб"). Затем делают вруб в противоположном борту и сооружают второй "столб" II. Только после этого можно приступить к выемке вруба в кровле III центральной части выработки. При сильно нарушенных породах кровля в месте возведения перемычки на время работ по взятию бортовых врубов подкрепляется подхватами.

Разделка вруба за один прием на все сечение допускается только
в крепких нетрещиноватых породах и угле.

В выработках, имеющих значительный приток шахтных вод более 1 м3/ч, до начала работ по взятию вруба устраивают водоудерживающий порог (рисунок 10).

Порог 3 сооружают в 2-3 м от места возведения перемычки. Для стока воды у почвы выработки укладывают трубу 1 диаметром 75 мм на расстоянии 1,5-2 м от перемычки 2.

Рисунок 10 - Водоудерживающий порог

Для удобства заделки центральной части перемычки вруб в кровле выработки расширяют и скашивают под углом 50-600 (рисунок 11).

Рисунок 11 – Расширение вруба

Величина расширения вруба (таблица 3.1) зависит от материала и конструкции изолирующего сооружения. Расширение в кровле перетягивают затяжками и закрепляют стойками под верхняк.

Таблица 1 - Коэффициент расширения вруба

Тип перемычки

Размеры расширения

а

б

Брусчатая двух - и трехрядная

1

0,7

Брусчатая торцовая

1

1,0

Кирпичная

1

0,7

Блочная и бетонитовая

1

0,8

Бетонная

1

1,0

Примечание. При наличии в кровле разрушенного или сильно трещиноватого угля расширение вруба не делают.

Расширение вруба в кровле может быть выполнено как со стороны действующих выработок, так и со стороны изолируемого пространства. В последнем случае в центре перемычки делают окно размером 0,7 × 0,7 м. После выполнения всех работ по возведению перемычки и ее штукатурке со стороны отработанного участка окно закладывают кирпичом или бетоном. При возведении перемычек из дерева на пластах угля, склонного к самовозгоранию, их покрывают огнезащитным составом.

Перемычка кирпичная

Кирпичные перемычки (рисунок 12) наиболее целесообразно сооружать для изоляции пожарных участков. Преимущество кирпичных перемычек по сравнению с бетонными состоит в том, что они достигают прочности (при условии кладки кирпича на растворе из быстротвердеющего цемента) в 2-3 раза быстрее.

Рисунок 12 – Перемычка кирпичная с врубом

Перемычки из обычного кирпича не рекомендуется возводить на срок более 3 лет, так как кирпич в условиях шахты постепенно теряет свою первоначальную прочность. Кирпичные перемычки не следует сооружать на участках с большим давлением горных пород и в местах, где нельзя организовать постоянный контроль за их состоянием. При обнаружении действия горного давления на перемычку (появление трещин в кладке, разрушение кирпича) следует поставить рядом (впритык) другую перемычку или возвести дополнительную подпорную стенку (контрфорс).

Для кладки перемычек в сырых выработках, а также для перемычек, удерживающих заиловочный материал, следует применять пережженный кирпич. Такой кирпич имеет повышенную хрупкость, но почти не поглощает воду.

В зависимости от ожидаемого горного и гидростатического давления перемычку возводят толщиной в два-три кирпича.

Порядок сооружения кирпичных перемычек следующий.

Устанавливают дополнительное крепление и разделывают вруб. Вруб в почве заливают цементным раствором толщиной 2-2,5 см, на него укладывают ряд кирпичей 1, проверяют его горизонтальность, заполняют раствором пустоты в вертикальных швах. Кирпич перед укладкой очищают от пыли, грязи и смачивают водой. При кладке зазоры между кирпичами и стенками вруба необходимо тщательно заполнять цементным раствором. Пустоты больших размеров заполняют битым кирпичом (щебенкой) с цементным раствором.

Следует применять русскую цепную кладку кирпичей, в которой чередуются ложковые (нечетные) ряды с тычковыми (четными). При таком чередовании в двух рядах соблюдается полная перевязка вертикальных швов. При возведении перемычки необходимо строго следить за тем, чтобы вертикальные швы не проходили на всю толщину и не совпадали между собой в двух последовательно расположенных рядах.

Перемычки сооружают на высоту 0,4-0,6 м от почвы выработки. После этого кладку кирпичей ведут таким образом, чтобы в теле перемычки образовалось окно 2 для прохода рабочих в изолированное пространство. Наличие окна позволяет выполнять работы по кладке и штукатурке перемычки со стороны изолируемого пространства. Кладку верхней части перемычки ведут от бортов к центру. Расширение вруба у кровли закрепляют стойками 3 под верхняк.

Перемычку и прилегающие к ней породы с двух сторон штукатурят цементным раствором и белят или покрывают силикатным раствором. Со стороны действующих выработок тело перемычки и породы штукатурят после закладки окна и окончания всех работ по ее сооружению.

Кладочный и штукатурные цементные растворы приготавливают на
месте их применения.

Перемычка бетонитовая

Бетонитовые перемычки целесообразно сооружать для изоляции отработанных выемочных полей, крыльев, горизонтов шахт и пожарных участков (рисунок 13). Срок службы перемычек более 10 лет.

Рисунок 13 – Перемычка бетонитовая

Чаще бетонитовые изолирующие перемычки возводят из бетонитов марки Т-1 в три блока. Перемычки, предназначенные для удержания напора пульпы или воды, выполняют из бетонитов марок Т-2 и Т-3, имеющих форму клиньев.

Возводят перемычки следующим образом. После выполнения подготовительных работ вруб в почве очищают от породы, смачивают водой, заполняют цементным раствором (Ц:П - 1:1) слоем 6-8 см и засыпают бетонитовым боем 1 с таким расчетом, чтобы "постель" для кладки была горизонтальной. Затем заливают цементным раствором толщиной 4-5 см и на него укладывают бетониты 2. Перекрытие вертикальных швов между бетонитами при кладке достигается их смещением в рядах. Пустоты между стенками вруба и бетонитами закладывают боем и заполняют цементным раствором.

После укладки четырех-шести рядов бетонитов на высоте 0,,4 - 0,6 м от почвы выработки в теле перемычки делают окно 3, которое позволяет вести работы по кладке и штукатурке перемычки со стороны изолируемого пространства. Кладку бетонитов в верхней части перемычки ведут от бортов к центру перемычки. Пространство во врубе у кровли, где нельзя разместить целые блоки, заполняют бетонитовым боем с цементным раствором.

После штукатурки перемычки и вмещающих пород со стороны выработанного пространства и установки стоек в расширение закладывают окно 3. Размеры окна должны предусматривать возможность его заложения целыми блоками.

Со стороны действующих выработок поверхность тела перемычки и прилегающих к ней горных пород на расстоянии не менее 0,6 м штукатурят цементным раствором и белят или покрывают полимерным защитным покрытием.

Перемычка бетонная

Бетонные перемычки (рисунок 14) используют для изоляции пожарных и отработанных участков (лав), а также в качестве препятствия давлению воды и пульпы до 0,1 МПа.

Толщина перемычки в зависимости от ожидаемого гидростатического и горного давления может быть принята 0,5; 0,75 и 1 м. При гидростатическом давлении более 0,1 МПа сооружают специальные водоупорные перемычки.

Рисунок 14 – Перемычка бетонная

Бетонные изолирующие перемычки возводят в следующем порядке:

- выполняют вспомогательные операции и делают вруб;

- со стороны изолируемого пространства в середине выработки устанавливают две стойки 1, к которым прибивают опалубку;

- со стороны действующих выработок опалубку возводят по мере укладки бетона.

При нашивке досок необходимо следить за вертикальностью стенок опалубки и плотностью стыков и швов. В месте расположения окна опалубку не устанавливают.

Укладку бетона 2 ведут от бортов к центру перемычки слоями 25-40 см и тщательно трамбуют до появления на его поверхности "цементного молока". Необходимо также следить, чтобы бетон заполнял все трещины и пустоты в породах.

После возведения перемычки на высоту 0,5 м от почвы выработки устанавливают опалубку для окна, раскрепляют ее и производят нашивку досок опалубки со стороны изолируемого пространства до кровли выработки. В верхнюю часть вруба нагнетают цементный раствор через трубу 3, заложенную в перемычке у кровли.

Трубы для выпуска воды, замера температуры и закачки цементного раствора встраивают по мере укладки бетона.

Через шесть-семь дней после окончания работ по укладке бетона снимают опалубку со стороны изолируемого пространства, выравнивают и штукатурят бетонную стенку. Затем устанавливают опалубку 4 и заполняют окно бетоном. После этого снимают опалубку со стороны действующих выработок, выравнивают бетонную стенку, заделывают цементным раствором (Ц:П - 1:1) раковины и пустоты. Поверхность перемычки железнят и белят или покрывают полимерным защитным покрытием.

Для снижения расхода бетонной смеси в тело перемычки могут закладывать естественные (природные) камни, но не более 60 % от объема перемычки. Камни, по заключению строительных лабораторий, не должны разрушаться под действием шахтных вод и рудничного воздуха.

БЕЗВРУБОВЫЕ ПЕРЕМЫЧКИ

Практикой установлено, что работы по разделке и закладке вруба трудоемки и занимают от 30 до 80 % времени на возведение перемычки, а на закладку вруба расходуется 20-50 % материалов, идущих на перемычку. Стоимость безврубовых перемычек в 1,5-2 раза ниже, чем перемычек с врубом.

Безврубовые перемычки отличаются от обычных отсутствием вруба и наличием серии шпуров, пробуренных во вмещающие породы по периметру в месте возведения перемычки.

При тампонаже породы и угля в каждый из шпуров вводят герметизатор и растворонасосом под давлением 0,3-0,5 МПа подают раствор, который заполняет щели, трещины и пустоты в породах и угле. В качестве тампонажных растворов могут быть материалы, применяемые для упрочнения и герметизации массива в шахтах.

Для усиления связи в теле перемычки и породах делают паз (канал), в который через трубы нагнетают под давлением цементный раствор или раствор цементных смесей. Повышение устойчивости безврубовых перемычек против осевых нагрузок достигается применением анкеров, вводимых в тампонажные или специально пробуренные шпуры.

Безврубовые перемычки в нарушенных породах так же, как и перемычки с врубом, не следует возводить сразу на всю высоту выработки, а сооружать в три-четыре приема. Материалом для перемычек может служить кирпич, бетон, брусья, бетонные смеси и др.

Перемычка брусчатая

Безврубовые брусчатые перемычки (рисунок 15) предназначаются для изоляции отработанных участков в выработках, испытывающих значительное горное давление.

Рисунок 15 – Брусчатая безврубовая перемычка

Сооружают перемычки в два бруса сечением 18×18 см. В выработках, пройденных по самовозгорающимся пластам угля, перемычки возводят из брусьев, покрытых огнезащитным составом.

В месте возведения перемычки убирают элементы крепи. По периметру выработки делают паз глубиной 15-20 см и шириной, равной толщине перемычки. Из паза в породу или в уголь бурят шпуры 1 длиной соответственно 0,7-1,0 и 1,3-1,6 м, в которые нагнетают мастику. В месте стыков брусьев со стороны выработанного 6 пространства устанавливают две стойки, к которым прибивают опалубку 2 на высоту 0,5 м от почвы выработки. Вторую стенку опалубки 3 делают на расстоянии, равном двойной толщине перемычки. После этого устанавливают трубу для спуска воды, а пространство между стенками опалубки закладывают бетоном.

Брусья укладывают на затвердевший бетон. Первый ряд брусьев заливают цементным раствором. Длинные брусья 4 заводят в паз и надставляют короткими 5, стыки которых чередуют по боковым сторонам выработки. Нужно следить, чтобы при кладке горизонтальные швы смежных рядов брусьев были смещены по вертикали. Кладку ведут на слой мастики толщиной 2 см.

После размещения верхнего ряда брусьев и заливки их мастикой паз в кровле закладывают обрезками бруса. Брусья, бетонное основание и боковые породы покрывают слоем мастики толщиной 1 см.

В выработке, имеющей арочное сечение и закрепленной спецпрофилем, место возведения безврубовой брусчатой перемычки выбирают с таким расчетом, чтобы при кладке брусья соприкасались крепежной рамой со стороны изолируемого пространства. После снятия затяжек берут паз, бурят шпуры и нагнетают тампонажный состав, затем сооружают опалубку на высоту 0,5 м и закрепляют в выработке. Спецпрофиль должен находиться от внутренней стенки опалубки на расстоянии 5 см. Вторую стенку опалубки располагают на расстоянии 0,75 м от первой. После установки трубы для спуска воды опалубку заполняют бетоном.

При устойчивой породе (угле) бортов и кровли выработки затяжки убирают на высоту 0,7 м от почвы, делают паз, сооружают опалубку и заполняют ее бетоном. Все последующие работы выполняют после затвердевания бетона.

Технология работ по укладке брусьев, нанесения защитного покрытия на тело перемычки и вмещающие породы аналогична описанной выше.

Перемычка безврубовая кирпичная (бетонитовая)

Безврубовые кирпичные (бетонитовые) перемычки возводят толщиной в 2,5 кирпича в выработках со сроком службы менее 5 лет, не имеющих значительного (более 5 м3/ч) притока шахтных вод. Бетонитовые перемычки сооружают толщиной в два блока в выработках, подверженных большому горному давлению.

Перемычки данных видов (рисунок 16) сооружают в породных и в угольных выработках в следующем порядке.

Рисунок 16 - Перемычка безврубовая кирпичная (бетонитовая)

В месте их возведения убирают затяжки, очищают борта, кровлю и почву. В породе (угле) по периметру выработки делают паз размером 10 × 15 см и из него бурят шпуры 1 длиной 1,3-1,6 м по углю и 0,7-1,0 м по породе. Расстояние между ними принимают равным 0,8-1,0 м. В шпуры нагнетают цементный раствор до выхода его из массива или из соседних шпуров. После цементации в каждый шпур (или через один) вводят металлическую арматуру 2, трубы или стержни диаметром 25-30 мм. Длина арматуры зависит от длины шпура и должна равняться суммарной глубине шпура и паза.

Паз в почве заливают бетоном. После затвердевания бетона на него укладывают кирпичи или бетониты.

Кладку ведут в 2,5 кирпича 3 или в два бетонита на цементном растворе с перевязкой швов таким образом, чтобы по центру периметра перемычки был образован кольцевой канал 4 размером не менее 150 × 150 мм, в который закладывают концы арматуры.

В перемычке оставляют окно для контроля за качеством ее возведения и штукатурки тела перемычки и прилегающих пород со стороны изолируемого пространства. По мере кладки кирпича в тело перемычки укладывают 6-8 отрезков труб 5 диаметром 40-50 мм, один конец которых заводят в канал, другой - в сторону действующих выработок. После возведения перемычки в каждую трубу, начиная от почвы, под давлением не более 0,5 МПа подают раствор цемента (цементных смесей) с водой консистенции 1:1. Если во время заполнения канала и паза цементный раствор начинает вытекать в месте сопряжения тела перемычки с вмещающей породой (углем), подачу раствора прекращают. Спустя 5-6 ч нагнетание повторяют. Затем закладывают окно. Перемычку и прилегающие к ней породы (уголь) со стороны действующих выработок штукатурят и белят или покрывают защитным полимерным слоем.

Перемычка бетонная

Бетонная безврубовая перемычка (рисунок 17) возводится в следующем порядке.

В месте сооружения тела перемычки убирают затяжки, разбивают отслоившиеся куски породы и угля по периметру выработки и бурят шпуры длиной 0,7-1,0 м на расстоянии 0,,8-1,0 м друг от друга. В шпуры заводят арматуру 1 и анкера 2. Количество и диаметр арматурных штырей и анкерных болтов выбирают в зависимости от состояния пород, сечения выработки и ожидаемого горного давления. Прогоны спецпрофиля, конфигурация и размеры которых определяются формой и периметром выработки, присоединяют к анкерным болтам, закрепленным в породе (угле).

Рисунок 17 – Безврубовая бетонная перемычка

Арматуру заводят в шпуры и в желоб спецпрофиля по мере установки прогонов, которые образуют по всему контакту с породами полый кольцевой канал, соединенный с устьями шпуров. В канал заводят четыре - пять отрезков труб 3 диаметром 40-50 мм.