Применение полимерных технологий.

Новые материалы анкерных крепей

Анкеры, закрепляются с помощью вяжущего и отвердителя. В качестве вяжущего применяют цемент, а в качестве отвердителя – водный раствор жидкого стекла. Вяжущие и отвердитель помещают в полиэтиленовые ампулы, которые имеют два отделения. Все в большем объеме применяют синтетические смолы.

На анкеры навешивается металлическая сетка или решетка. Набрызг – бетон наносится на поверхность выработки с отставанием на 10-15 суток от возведения анкерной крепи, т.е. после интенсивного смещения контура выработки. Толщина набрызг – бетона составляет 50-80 мм. Для нанесения набрызг – бетона используются пневмобетономашины «сухого» набрызгбетонирования.
Для крепления выработок в сложных горно – геологических условиях применяют инъекционное упрочнение массива цементными растворами. Нагнетание раствора производится через скважины, пробуренные между анкерами или с помощью анкер – инъекторов. Анкер – инъектор представляет из себя перфорированную трубу, закрепленную при помощи ампул с вяжущим и отвердителем. Затем через 15-30 суток после проведения выработки, т.е. после образования вокруг нее зоны трещиноватости, производится нагнетание цементного раствора. Перед нагнетанием цементного раствора на поверхность выработки наносят набрызгбетонное изолирующее покрытие толщиной 50мм.

Крепи из стеклопластиков и других полимерных материалов.

а) Стеклопластиковые анкеры;б) Стеклопластиковый анкер крученого профиля

Конструкция рессорного стеклопластикового верхняка. 1- стеклопластиковые пластины; 2-металлические опоры; 3- головки стоек;

Стеклопластиковая затяжка для подготовительной выработки

Прочность стеклопластиковой затяжки равна прочности железобетонной, а масса и толщина в 5-6 раз меньше.

Рулонная стеклопластиковая затяжка в подготовительной выработке

1- затяжка из дерева; 2- рама основной крепи; 3-стеклопластиковая затяжка.

Применение полимерных технологий.

Внедрение новых технологий для крепления выработок неразрывно связано с вопросами безопасности. К ним относятся:
- крепление горных выработок анкерной крепью с применением современных полимерных технологий, в т.ч анкерами глубокого заложения с полным заполнением шпуров органоминеральными смесями;
- упрочнение и уплотнение горного массива нагнетанием полимерных смол;
- предотвращение вывалов и отжимов горных пород за счет нагнетания полимерных составов;
- заполнение куполов и пустот тампонажем вспенивающим составом;
- гидроизоляция выработок нагнетанием быстрореагирующих смол в горный массив при водопритоке любой мощности;
Для упрочнения нарушенных или неустойчивых зон в массиве горных пород применяют органоминеральные смолы «Геофлекс» и полиуретановые «Беведол»/»Беведан».
Для изоляции поверхности воздухоподающих выработок по пластам, склонным к самовозгоранию применяется обработка поверхности угля при проведении выработок набрызг – полимерным покрытием «Тефлекс».
Для борьбы с водопритоком в горные выработки, для гидроизоляции выработок (в том числе и при проведении) применяют смолу «Бифедан ВФА/»Бефедан». Нагнетание смолы производится через шпуры.
Для заполнения закрепных пустот и куполов в горных выработках применяется технология быстрого заполнения пустот вспенивающейся смолой «Карбофил». Кратность вспенивая 30-35.
Для герметизации перемычек, ликвидации подсосов воздуха обработка герметиком «Тефлекс».
Для набрызг- полимерного покрытия «Тефлекс» толщиной 4-6 мм. Заменяет решетчатую затяжку и набрызг – бетон. Может применяться вместе со сталиполимерными анкерами.
Технология анкерного крепления пород кровли с использованием канатных анкеров с закреплением по всей длине и их область применение была рассмотрена в теме № 3. Конструкция и технология возведения крепи"

Новые виды металлической крепи Центра "Геомеханика"

 

 

Новые крепежные материалы – пластобетон (вяжущие – смолы, и специальные химические добавки), углепласт (из угольной пластмассы), стеклопластики (синтетические смолы, армированные стекловолокном), и др.

Пластобетон (полимербетон) – тип бетона, в составе которого связующим компонентом выступает полимерная синтетическая смола. Как правило, для связи песка, щебня или минерального порошка бетонные заводы используют формальдегидные, фурановые, карбамидные, полиэфирные, эпоксидные и т.п. смолы. Третьим составляющим рецептуры пластобетона является отвердитель, который через определенный срок превращает раствор в твердое покрытие.

В зависимости от применяемых материалов специалисты выделяют несколько видов полимерных бетонов. Одним из самых легких считается керамзитобетон, поскольку здесь наполнителем является керамзитный гравий, известный своей крупнопористостью и малым весом. Вяжущие компоненты – карбамидная или фенольная смола.

Углепластик (или карбон, англ. carbon fibre composite) — полимерный композиционный материал из переплетенных нитей углеродного волокна, расположенных в матрице из полимерных (например, эпоксидных) смол. Плотность — от 1450 кг/куб.м.

Материал отличается высокой прочностью, жёсткостью и малым весом, часто прочнее стали, но гораздо легче (по удельным характеристикам превосходит высокопрочную сталь, например 25ХГСА). Углепластиковые детали имеют крайне высокую стоимость, в 1,5-2 раза выше алюминиевых того же уровня.

Этот сравнительно новый класс ПКМ получил в последние годы наиболее интенсивное развитие благодаря своим уникальным свойствам, а именно:

• высоким значениям прочности и жесткости
• низкой плотности
• химической инертности
• тепло- и электропроводности
• высокой усталостной прочности
• низкой ползучести
• низким значениям коэффициента линейного термического расширения
• высокой радиационной стойкости

Важным фактором, определяющим в некоторой степени перспективность углепластиков, является их хорошая технологичность, позволяющая перерабатывать углепластики в изделия на стандартном технологическом оборудовании с минимальными трудовыми и энергетическими затратами.

В зависимости от вида углеродного армирующего наполнителя, его текстурной формы и геометрических размеров углепластики можно разделить на три группы:

• углеволокниты
• углетекстолиты
• углепресволокниты

Углепластики на основе непрерывных ориентированных углеродных нитей, жгутов и ровниц составляют группу углеволокнитов. Наиболее представительная группа углепластиков — углетекстолиты, в которых в качестве армирующего наполнителя используют тканые ленты и ткани различных текстурных форм. Углепластики на основе дискретных волокон составляют группу углеволокнитов.

Стеклопласики, полимерные материалы, армированные стеклянными волокнами. Связующее (матрица) в стеклопластиках-гл. обр. термореактивные синтетич. смолы (фенольные, эпоксидные, полиэфирные, полиимидные, фурановые и др.) и термопласты (полиамиды, поликарбонаты, полипропилен, полистирол, полиэтилен, полиацетали и т.п.), а также эластомеры, неорг. полимеры. Наполнители-стеклянные мононити, комплексные нити, жгуты (ровинги), ткани, ленты, короткие волокна. Св-ва стеклопластиков зависят гл. обр. от состава, диаметра и длины стекловолокна, его ориентации и содержания в связующем, от взаимодействия на границе стекловолокно-связующее, технологии изготовления. Отличаются высокой прочностью (см. табл.), низкой теплопроводностью и плотностью, радиопрозрачностью, хим. стойкостью и атмосферостой-костью, обладают высокими электроизоляц. и диэлектрич. св-вами. Сстеклопластики с ориентированным расположением непрерывных волокон подразделяют на однонаправленные (волокна взаимно параллельны), перекрестные волокна (расположены под заданным углом друг к другу) и пространственно-армированные (более двух плоскостей армирования). Для изготовления стеклопластиков конструкц. назначения обычно применяют наполнители из алюмоборосиликатных и магнези-альноалюмосиликатных волокон-первичные и комплексные нити из волокон диаметром 6-19 мкм, жгуты (ровинги) из волокон диаметром 10-19 мкм, стеклоткани, "стекло-шпон"-листы и ленты, получаемые по спец. технологии (технологии СВАМ) из волокон диаметром 10-200 мкм. Стеклопластики с наполнителями из стеклоткани разл. плетения наз. стекло-текстолитами

 

Заключение

 

Крепежные материалы должны обладать высокой удельной прочностью, которую определяют отношением предела прочности материала к его плотности и называют коэффициентом конструктивного качества. Этот коэффициент, например, у стали ЗОХГС составляет 140, а у сосны - 200 (по растяжению) и 67 (по сжатию). Кроме того, крепежный материал должен иметь невысокую стоимость, не быть легковоспламеняющимся и обладать стойкостью против коррозии и гниения.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: