способ испытания набрызгбетонной крепи

Формула изобретения

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ НАБРЫЗГБЕТОННОЙ КРЕПИ, включающий отбор образцов на поверхности выработки, приложение статических и динамических нагрузок к слою омоноличивающего раствора на участке поверхности выработки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности испытаний путем оперативного исследования состояния физико-механических свойств горных пород выработки, отбор образцов осуществляют по длине выработки из ее кровли и стенок путем пошагового выбуривания кернов горных пород, которые затем помещают в цилиндры с радиальными отверстиями и внутренним каналом, соответствующим диаметру керна и имеющим длину от плоскости торца керна, превышающую расчетную толщину набрызбетонной крепи, и с расстояния, равного реальному расстоянию от устья сопла набрызгбетонной машины до поверхности выработки, заполняют канал цилиндра омоноличивающим раствором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для испытания качества набрызгбетонной крепи, возводимой в подземных горных выработках.

Известны способы возведения и контроля качества набрызгбетонной крепи путем нанесения омоноличивающего раствора на поверхность пород подземной выработки, при этом качество набрызгбетонной крепи определяется визуально по смещению породного массива или путем выборочного откаливания омоноличивающего раствора от горных пород [1]

Недостатком известного способа является то, что полученные данные о качестве крепи являются недостаточно точными и не позволяют оперативно влиять на технологию возведения набрызгбетонной крепи с учетом физико-механических свойств горных пород и степени их адгезии с омоноличивающим раствором.

Наиболее близким к предлагаемому является способ испытания прочностных и деформационных свойств горных пород [2] путем приложения к образцу горной породы динамических и статических нагрузок при исследовании физико-механических свойств и адгезии горных пород с омоноличивающим раствором, из отдельных участков возводимой набрызгбетонной крепи берутся образцы, опыливаются для предания определенной формы и подвергаются заданным нагрузкам.

Недостатком известного способа является то, что производятся испытания уже возводимой крепи в тот момент, когда уже практически невозможно оперативно изменить состав омоноличивающего раствора с целью повышения его адгезии с породой. Также невозможно скорректировать толщину бетонного слоя в зависимости от состояния горных пород: трещиноватости, пористости, характера поверхности.

Кроме того, недостатком известного способа является то, что затруднительно извлечение образца горной породы с участком набрызгбетонной крепи из стенки или кровли горной выработки без их нарушений, влияющих на качество получаемых результатов.

Целью изобретения является повышение эффективности испытаний путем оперативного исследования состояния физико-механических свойств горных пород выработки.

Цель достигается тем, что способ испытания набрызгбетонной крепи включает отбор образцов на поверхности выработки, приложение статических и динамических нагрузок к слою омоноличивающего раствора на образце участка поверхности выработки. По длине выработки из ее кровли и стенок выбуривают пошагово керны горных пород, которые помещают в цилиндры с радиальными отверстиями и внутренним каналом, соответствующим диаметру керна. Каждый керн помещают в канал цилиндра, имеющий длину от плоскости торца керна, превышающую расчетную толщину набрызгбетонной крепи. С расстояния, равного реальному расстоянию от устья сопла набрызгбетонной машины до поверхности выработки, заполняют канал цилиндра омоноличивающим раствором.

На фиг. 1 показана схема закрепления керна в канале цилиндра; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 схема заполнения цилиндра омоноличивающим раствором; на фиг. 4 схема приложения динамических и статических нагрузок к испытываемому образцу.

Способ испытания набрызгбетонной крепи реализуют следующим образом.

После того, как пройдена выработка, пересекающая различные типы горных пород, отличающихся как по физико-механическим свойствам, так и по характеру поверхности, из ее кровли и стенок с помощью бурового оборудования извлекают керн 1. Количество кернов 1 для каждого типа пород устанавливают на основании математических методов планирования экспериментов для минимальной погрешности получения результатов.

Керны 1 помещают в металлический или из полимерных материалов цилиндры 2 и закрепляют винтовыми стопорами 3. Выше торца закрепленного керна 1 поверхность цилиндра перфорирована отверстиями 4 до уровня расчетной толщины возводимой набрызгбетонной крепи. Цилиндры 2 с кернами 1 размещают на стойке соосно с соплом набрызгбетонной машины ( не показана) и заполняют полости цилиндров с кернами омоноличивающим раствором до заданного уровня, соответствующего толщине возводимой крепи. Отверстия 4 в стенках цилиндра 2 обеспечивают предотвращение возникновения поршневого эффекта при заполнении омоноличивающим раствором полости цилиндра 2.

После выдержки заданного периода времени, необходимого для отвердения омоноличивающего раствора, керн с бетонным столбиком извлекается из цилиндра и подвергается испытаниям с приложением динамических и статических нагрузок.

Исследования показали, что предлагаемый способ может применяться как после полной проходки, так и по мере продвижения забоя, позволяет получить наиболее достоверную картину взаимодействия омоноличивающего раствора с породным массивом.