 |
|
Прочность закладочного массива
| Возраст массива, сут. | Прочность на одноосное сжатие, МПа | ||
| экспресс – метод | керн | кубиковый образец | |
| 0,6-1,9 | - | 0,4-1,9 | |
| 2,0-4,2 | 2,1-4,8 | 1,8-4,4 | |
| 2,3-4,3 | 2,0-5,1 | 2,0-4,5 | |
| 2,5-4,4 | 2,1-4,8 | 2,5-6,0 | |
| 2,6-4,6 | 2,7-,6 | 2,6-6,0 |
Анализ данных табл. 4.1 показывает, что закладочный массив в семисуточном возрасте имеет прочность, достаточную для обнажения его боковой стенки. Основную прочность массив набирает в первые 14 суток (не менее 4 МПа).
По результатам исследований и с собственных результатов составлена карта закладочного массива (рис. 6.16).
Закладочная твердеющая смесь подавалась в выработанное пространство полос порциями от 4,0 до 1200 м3 , т.е. одна полоса заполнялась за 3-6 подач (приемов) с перерывами между отдельными порциями от одних до 22 суток.
Места выпуска бесцементной твердеющей смеси из трубопровода в полосу размещались в верхней точке (над перемычкой), поэтому в окрестностях перемычек допускалось обнажение выработанного пространства до 1,5 м по высоте, до 10-30 м по простиранию при пролете полос 9-10 м, в результате чего образуются большие площади обнажения потолочины (до 300 м2).
Для предотвращения образования слоев в закладочном массиве необходимо не допускать перерывов в порционной подачи смеси в выработанное пространство одной полосы.
Перед приемом закладочной смеси у ската в нижней точке полосы необходимо возводить две перемычки, одна из которых (дальняя от ската) "открытая" (рис. 6.17). Расстояние между перемычками определяется из условия подачи одной порции закладочной смеси с этого ската в объеме 100- 120 м3 (6-8 м) для создания "пробки". Заполнение основной части выработанного пространства полосы осуществляется через 1-2 сутки со стороны другого ската.
За период опытно-промышленных испытаний бесцементных твердеющих смесей произведена выемка угля в монтажном слое и в выработанное пространство подано около 10000 м3 твердеющих закладочных смесей № 3 и № 4. Было произведено 27 подач закладочной смеси. Максимальная производительность закладочного комплекса составила 140 м3/час смеси.
Небольшая разовая порционность подачи смеси (от 60 м3 до 900 м3) объясняется следующим:
-нерегулярной поставкой заполнителей;
-некачественным возведением перемычек;
-несвоевременной подготовкой выработок к приему закладки (армировка, зачистка, анкерование и т.д.);
-закупоркой трубопровода;
-ненадежностью работы отдельных узлов комплекса.
Схема намыва закладочного массива представлена на рис. 6.18. Исследование прочностных свойств твердеющего закладочного массива осуществлялось путем отбора на комплексе КУЗ-120 образцов – кубиков размерами – 100´100´100 мм, с последующим определением их прочности на одноосное сжатие через 3, 7, 14 и 28 суток.
В массиве исследования осуществлялись экспресс - методом, выбуриванием из массива кернов диаметром 40-60 мм, проведением ортов отбойным молотком по закладочному массиву вкрест простирания и взятия из них проб неправильной формы.
Проводились визуальные наблюдения после вскрытия массива для определения структуры, расслоения и заполняемости полос. В связи с порционностью заполнения полос в блоках исследовалась связность слоев между собой визуально, а также путем испытания образцов неправильной формы на стыке слоев.
1- «открытая» перемычка, 2- сплошная перемычка,
3- закладочный трубопровод, 4- «пробка» из быстротвердеющей смеси
Рис. 6.17. Схема намыва закладочного массива
Всего испытано 350 кубиков, было произведено более 700 испытаний экспресс - методом, выбурено 250 кернов, пройдено 5 ортов, взято 25 образцов неправильной формы.
За отчетный период было испытано на одноосное сжатие 350 образцов. Результаты испытаний сведены в табл. 6.10.
Таблица 6.10
Результаты испытаний твердеющих смесей
| № подачи | Обьем поданной смеси, м3 | Прочность на одноосное сжатие, МПа | |||
| Возраст, сут. | |||||
| - | 0,3-0,5 | 0,6-0,8 | 2,5-2,7 | ||
| - | 0,4-0,5 | 0,5-0,8 | 3,7-4,8 | ||
| 0,2-0,3 | 0,4-0,8 | 1,8-2,4 | 7,1-8,3 | ||
| - | 0,4-0,9 | 0,4-1,4 | 2,5-2,8 | ||
| 0,4-0,6 | 1,2-1,6 | 1,4-1,9 | 4,2-8,3, | ||
| 0,1-0,3 | 1,0-1,2 | 1,2-1,8 | 3,6-4,0 | ||
| - | - | 1,0-1,1 | 3,7-5,2 | ||
| 0,3-0,4 | - | 0,9-1,1 | 2,5-3,2 | ||
| 0,2 | 0,8-0,9 | 2,1-2,6 | 5,8-6,4 | ||
| - | 0,5-1,0 | 2,2-2,5 | 5,0-7,7 | ||
| - | - | 2,0-4,8 | 3,9-6,6 | ||
| - | 0,2-0,7 | 2,6-3,4 | 5,1-7,2 | ||
| - | - | 1,9-3,1 | 5,6-7,5 | ||
| - | - | 2,9-3,2 . | 4,5-7,5 | ||
| - | 0,4-0,8 | 2,0-2,7 | 4,6-5,3 | ||
| - | 0,4-0,8 | 2,0-2,7 | 4,5-5,4 | ||
| - | - | 0,5-2,8 | 3,7-5,4 | ||
| - | 0,6-1,1 | 0,7-1,5 | 3,2-4,3 |
Анализ данных таблицы показывает, что прочность образцов-кубиков в 28-возрасте колеблется в диапазоне от 2,5 до 8,3 МПа. При соблюдении рекомендуемого рецепта приготовления смесей или близкого к нему, прочность образцов на одноосное сжатие в 28 дневном возрасте достигает нормативной (4 МПа).
Прочность твердеющего массива в 28-дневном возрасте рассматривается потому, что выемка угля под ним, т.е. в нижележащем слое по безмонтажной схеме начинается через 25-30 суток. Начало выемки угля в соседней (смежной) полосе, по этой же схеме должно начинаться после истечения – 3 суток.
Вскрытие стенки массива предусматривается через 3 суток, поэтому были проведены исследования его прочностных свойств при добавке в смесь ускорителя твердения ХСТН производства НПО "Азот" (г. Кемерово). Данные о влиянии ускорителя твердения на сроки схватывания и прочностные свойства массива приведены в табл. 6.11.
Образцы смесей без ускорителя твердения при 3-х дневном и более 50% в 7-дневном сроке затвердения на прочность испытать на прессе было невозможно, так как к этому времени они не схватились. Образцы смесей с ускорителем твердения в возрасте 3-х суток имели прочность 0,3-0,4 МПа.
Таблица 6.11
Данные о влиянии ускорителя твердения на сроки схватывания и прочностные свойства массива
| Номер подачи | Прочность на сжатие , МПа | |||
| Возраст, сут. | ||||
| Без ускорителя твердения ХСТН | ||||
| - | 0,4 | 0,5 | 3,7 | |
| - | - | 1,0 | 3,7 | |
| - | - | 2,0 | 3,9 | |
| - | 0,2 | 0,6 | 5,1 | |
| - | - | 1,9 | 5,6 | |
| - | - | 2,9 | 4,5 | |
| - | 0,4 | 2,0 | 4,6 | |
| - | 0,4 | 2,0 | 4,6 | |
| - | - | 0,5 | 3,7 | |
| Номер подачи | Прочность на сжатие , МПа | |||
| Возраст, сут. | ||||
| С ускорителем твердения ХСТН | ||||
| 0,4 | 1,2 | 1,4 | 4,2 | |
| 0,3 | 1,0 | 1,2 | 3,6 | |
| 0,4 | 0,7 | 0,9 | 2,5 | |
| 0,3 | 0,8 | 2,1 | 5,8 | |
| 0,3 | 0,5 | 2,2 | 5,0 | |
| 0,4 | 0,6 | 0,7 | 3,2 |
Образцы смесей без ускорителя твердения при 3-х дневном и более 50% в 7-дневном сроке затвердения на прочность испытать на прессе было невозможно, так как к этому времени они не схватились. Образцы смесей с ускорителем твердения в возрасте 3-х суток имели прочность 0,3-0,4 МПа.
По данным табл. 6.11 построены кривые характера набора прочности образцов в зависимости от их возраста (рис. 6.19). Из рисунка видно, что ускоритель твердения ХCTH выполняет свою функцию. Смеси, содержащие ХCTH, начинают набирать прочность с трехсуточного возраста.
4, 17, 20, 21, 10, 11, 13, 14, 15, 23 – номера подачи смеси в выработанное пространство.
Рис. 6.19. Характер набора прочности образцов твердеющего массива.
Результаты испытаний закладочного массива в монтажном слое сведены в табл. 6.12.
Таблица 6.12.