RU2606738C1 - Method of shrinkage relative deformation minimization of hardening filling mass - Google Patents

Method of shrinkage relative deformation minimization of hardening filling mass Download PDF

Info

Publication number
RU2606738C1
RU2606738C1 RU2015143704A RU2015143704A RU2606738C1 RU 2606738 C1 RU2606738 C1 RU 2606738C1 RU 2015143704 A RU2015143704 A RU 2015143704A RU 2015143704 A RU2015143704 A RU 2015143704A RU 2606738 C1 RU2606738 C1 RU 2606738C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hardening
mixture
shrinkage
chrysotile
reinforcing elements
Prior art date
Application number
RU2015143704A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Ахмедовна Ермолович
Олег Вячеславович Ермолович
Александр Николаевич Кирилов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ")
Priority to RU2015143704A priority Critical patent/RU2606738C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2606738C1 publication Critical patent/RU2606738C1/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21FSAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F15/00Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention relates to mining industry and can be used in development of mineral deposits with hardening stowing of mined-out space. Method of shrinkage relative deformation minimization of hardening filling mass is proposed to achieve the technical result, including arrangement of reinforcing elements simultaneously with hardening mixture in the mass, at that, to ensure uniformity, said mixture is required to be mixed for 25 minutes min, and chrysotile asbestos – chrysotile in an amount of 10 % of the binder weight are used as reinforcing elements.
EFFECT: technical result of the present invention consists in stability improvement of the artificial roof, limitation of underground mining works negative influence on the environment, maintaining integrity of the ground surface and protecting it against sedimentation.
1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при разработке месторождений полезных ископаемых с твердеющей закладкой выработанного пространства.The invention relates to the mining industry and can be used in the development of mineral deposits with hardening the laying of the developed space.

Известен способ, включающий подачу смеси с различным содержанием вяжущего в отработанную камеру, в котором закладку камер смесями, содержащими вяжущие вещества, производят в нижней ее части до уровня верхней границы отработки нижележащего горизонта, далее до отметки почвы бурового горизонта закладку осуществляют смесями без вяжущих, после усадки заложенного слоя, фильтрации и испарения воды по периметру камеры в усадочной щели размещают арматурную конструкцию, в заложенном массиве вдоль стенок камеры бурят скважины до отметки, находящейся ниже верхней отметки слоя закладки в нижней части камеры, часть массива между стенками камеры и стенками скважин разрушают, в скважины вставляют арматурные стержни с превышением их над уровнем заложенного массива, затем скважины и закладочную щель заливают раствором, содержащим вяжущие, после чего верхнюю часть камеры заполняют смесью с вяжущими (патент РФ №2367797, опубликован 20.09.2009г.).A known method, comprising feeding a mixture with a different binder content to the spent chamber, in which the chambers are laid with mixtures containing binders, is produced in its lower part to the level of the upper boundary working out of the underlying horizon, then the bookmark is laid with mixtures without binders to the level of the drilling horizon soil, after shrinkage of the embedded layer, filtration and evaporation of water around the perimeter of the chamber in the shrinkage gap place a reinforcing structure, in the embedded array along the walls of the chamber, drill wells to the mark, finding below the upper mark of the bookmark layer in the lower part of the chamber, part of the array between the walls of the chamber and the walls of the wells is destroyed, reinforcing bars are inserted into the wells in excess of them above the level of the laid mass, then the wells and the filling gap are poured with a solution containing binders, after which the upper part of the chamber filled with a mixture of binders (RF patent No. 2367797, published September 20 , 2009).

Недостатком являются большая трудоемкость работ, неопределенность в величине усадки сформированного массива и большой расход дорогостоящей арматуры. The disadvantage is the high complexity of the work, the uncertainty in the amount of shrinkage of the formed array and the high consumption of expensive reinforcement.

Известен способ упрочнения закладочного массива армировочным материалом в виде отрезков металлической проволоки. Способ заключается в том, что повышение устойчивости обнажений закладочного массива достигается одновременным размещением армировочного материала в виде отрезков металлической проволоки и твердеющей смеси в зоны, прилегающие к обнажаемым поверхностям закладочного массива (Авторское свидетельство СССР N 663855, опубликовано 25.05.1979 г.).A known method of hardening the filling array with reinforcing material in the form of pieces of metal wire. The method consists in the fact that increasing the stability of the outcrops of the backfill array is achieved by simultaneously placing the reinforcing material in the form of pieces of metal wire and the hardening mixture in the zones adjacent to the exposed surfaces of the backfill array (USSR Author's Certificate N 663855, published on 05.25.1979).

Недостатком данного способа является то, что армирующий материал, подаваемый в зоны обнажения массива, распределяется в закладочном массиве неравномерно, что ведет к снижению его прочности и неравномерности усадочных деформаций, так как в местах скопления металлических отрезков в результате их соприкосновения с агрессивной средой происходит их коррозия, которая разрушает структуру бетона. Кроме того, применяемый для армирования материал имеет высокую стоимость, что приводит к увеличению себестоимости закладки. Дополнительный недостаток − отсутствие информации о величине усадки закладочного массива.The disadvantage of this method is that the reinforcing material supplied to the zone of exposure of the massif is distributed unevenly in the stowing mass, which leads to a decrease in its strength and unevenness of shrinkage deformations, since in the places of accumulation of metal segments as a result of their contact with the aggressive environment they corrode which destroys the structure of concrete. In addition, the material used for reinforcing has a high cost, which leads to an increase in the cost of laying. An additional drawback is the lack of information about the shrinkage value of the filling array.

Известен состав для изготовления композитного пенополистиролбетона, содержащий гидравлическое вяжущее, легкий наполнитель, воздухововлекающую и пластифицирующую добавки, и который содержит в качестве противоусадочной добавки базальтовое волокно − 0,002-0,005 мас.%, в качестве армирующей добавки фибру полипропиленовую − 0,002-0,005 мас.% (РФ 2447040, опубликован 10.04.2012).A known composition for the manufacture of composite polystyrene foam concrete containing hydraulic binders, lightweight filler, air-entraining and plasticizing additives, and which contains basalt fiber as a shrink additive - 0.002-0.005 wt.%, As a reinforcing additive polypropylene fiber - 0.002-0.005 wt.% ( RF 2447040, published 04/10/2012).

Недостатком является применение в качестве армирующей и противоусадочной добавок двух материалов, что ведет к повышению трудоемкости работ из-за дополнительного количества компонентов. Также недостатком является слабая степень армирования, которая приведет к неравномерности в структуре закладочного массива и, как следствие неравномерности усадочных деформаций.The disadvantage is the use of two materials as reinforcing and anti-shrink additives, which leads to an increase in the complexity of work due to the additional number of components. Another disadvantage is the weak degree of reinforcement, which will lead to unevenness in the structure of the backfill array and, as a consequence, the unevenness of shrinkage deformations.

Известен безусадочный состав для ремонта бетонных дорожных, мостовых и аэродромных покрытий (РФ 2362752, опубликован 27.07.2009 г.), который содержит 0-7% от массы вяжущего базальтовую микрофибру наномодифицированную, на поверхности волокон которой сорбированы ультрадисперсные углеродные наночастицы с линейным размером порядка 50-100 нм, в количестве 0,005-0,010 мас.%, причем воды содержится 0,1-0,2% от массы вяжущего.Known non-shrink composition for repairing concrete road, bridge and airfield coatings (RF 2362752, published July 27, 2009), which contains 0-7% by weight of a nanomodified basalt microfiber binder, on the surface of the fibers of which ultrafine carbon nanoparticles with a linear size of about 50 are sorbed -100 nm, in an amount of 0.005-0.010 wt.%, And water contains 0.1-0.2% by weight of the binder.

Недостатком является большая трудоемкость работ из-за большого количества компонентов и недостаточная степень армирования закладочного массива для достижения эффекта минимизации усадки.The disadvantage is the high complexity of the work due to the large number of components and the insufficient degree of reinforcement of the filling array to achieve the effect of minimizing shrinkage.

Известна твердеющая смесь - базовая основа тампонажного раствора (патент РФ 2337124, опубликован 27.10. 2008), которая содержит смесь в соотношении 0,3-2,0:1 полиамидного волокна с хризотил-асбестом 0,5-4 мас.%.Known hardening mixture is the basic base of cement slurry (RF patent 2337124, published October 27, 2008), which contains a mixture in the ratio of 0.3-2.0: 1 polyamide fiber with chrysotile asbestos 0.5-4 wt.%.

Недостатком является большая трудоемкость работ из-за большого количества компонентов, различия в назначении и области применения тампонажного раствора и твердеющего закладочного массива и отсутствие информации о величине относительной деформации усадки.The disadvantage is the high complexity of the work due to the large number of components, differences in the purpose and scope of the grouting mortar and hardening filling mass and the lack of information about the relative strain of shrinkage.

Наиболее близким является способ упрочнения закладочного массива, включающий размещение в формируемом массиве армирующих элементов одновременно с твердеющей смесью, отличающийся тем, что с целью повышения сопротивления закладочного массива разрушению при совместном воздействии знакопеременными растягивающими и сжимающими усилиями в качестве армирующих элементов применяют базальтовое волокно в количестве 4 - 5% от массы твердеющей смеси (патент РФ №2019712, опубликован 15.09.1994 г.).The closest is the method of hardening the filling array, including placing reinforcing elements in the formed array simultaneously with the hardening mixture, characterized in that in order to increase the resistance of the filling array to fracture when combined with alternating tensile and compressive forces, basalt fiber in the amount of 4 is used as reinforcing elements 5% by weight of the hardening mixture (RF patent No.2019712, published September 15, 1994).

Недостатком является большое количество армирующих элементов, которое ограничивает равномерное распределение их в смеси, определяющих равномерность усадочных деформаций, и отсутствие информации о величине относительной деформации усадки закладочного массива. Дополнительный недостаток − ограничение в качестве армирующих элементов волокон хризотилового асбеста. The disadvantage is the large number of reinforcing elements, which limits their uniform distribution in the mixture, which determine the uniformity of shrinkage strains, and the lack of information about the relative shrinkage strain of the filling mass. An additional disadvantage is the restriction in the quality of reinforcing elements of chrysotile asbestos fibers.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа минимизации относительной деформации усадки исключающего недозакладку выработанного пространства.The objective of the invention is to develop a method of minimizing the relative deformation of shrinkage eliminating the under-laying of the worked out space.

Для достижения технического результата предложен способ минимизации относительной деформации усадки твердеющего закладочного массива, включающий размещение в формируемом массиве армирующих элементов одновременно с твердеющей смесью, причем для обеспечения однородности указанную смесь необходимо перемешивать не менее 25 минут, а в качестве армирующих элементов применяют асбест хризотиловый − хризотил в количестве 10% от массы вяжущего.To achieve a technical result, a method is proposed for minimizing the relative shrinkage strain of a hardening backfill array, including placing reinforcing elements in the formed array simultaneously with a hardening mixture, and to ensure uniformity, this mixture must be mixed for at least 25 minutes, and chrysotile asbestos is used as reinforcing elements - chrysotile the amount of 10% by weight of the binder.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении устойчивости искусственной кровли, ограничении негативного влияния подземных горных работ на окружающую среду, сохранении целостности поверхности земли и предохранении ее от оседания.The technical result of the invention consists in increasing the stability of the artificial roof, limiting the negative impact of underground mining on the environment, maintaining the integrity of the earth's surface and protecting it from subsidence.

Способ минимизации относительной деформации усадки твердеющего закладочного массива осуществляется следующим образом. Искусственный массив формируется из твердеющей закладочной смеси, в которую перед ее укладкой в выработанное пространство подают армирующие элементы – асбест хризотиловый − хризотил, при этом время смешивания компонентов не должно быть менее 25 минут.A method of minimizing the relative deformation of shrinkage of a hardening backfill array is as follows. An artificial massif is formed from a hardening filling mixture, into which reinforcing elements - chrysotile asbestos - chrysotile are fed into the worked-out space before being laid, and the mixing time of the components should not be less than 25 minutes.

Для проверки работоспособности предлагаемого способа была изготовлена модель закладочного массива, состоящего из вяжущего, заполнителя, суперпластификатора, воды. Изготовили две серии массива: в первой серии (контрольной) асбест хризотиловый − хризотил не добавляли. Во второй серии в смесь вводили 10% от массы вяжущего асбест хризотиловый – хризотил марки А-4-30 ТУ 5721-01-028-1476.To test the efficiency of the proposed method, a model of the filling array was made, consisting of a binder, aggregate, superplasticizer, water. Two series of the array were made: in the first series (control) chrysotile asbestos - chrysotile was not added. In the second series, 10% of the mass of astringent chrysotile asbestos - chrysotile grade A-4-30 TU 5721-01-028-1476 was introduced into the mixture.

Относительная деформация усадки определялась на образцах всех серий размером 40х40х160 мм, которые твердели 90 суток в нормальных условиях согласно ГОСТ 10180-90. После суток твердения на торцевые поверхности всех образцов, предназначенных для определения усадки, наклеивались металлические пластины толщиной 2,3 мм с помощью клея в соответствии с ГОСТ 24544-81 «Бетоны. Методы определения деформации усадки и ползучести». Проведение испытаний проводили на устройстве в соответствии с ГОСТ 24544-81. Усадка определялась индикатором часового типа ИЧ-0,1. Данные испытаний приведены в таблице 1.The relative deformation of shrinkage was determined on samples of all series measuring 40x40x160 mm, which hardened for 90 days under normal conditions according to GOST 10180-90. After a day of hardening, 2.3 mm thick metal plates were glued to the end surfaces of all samples intended for determining shrinkage using glue in accordance with GOST 24544-81 “Concretes. Methods for determining shrinkage and creep strain. " The tests were carried out on the device in accordance with GOST 24544-81. Shrinkage was determined by an indicator of the sentry type ICh-0.1. The test data are shown in table 1.

Для установления необходимого времени смешивания компонентов композицию второй серии смешивали в течение 15, 20 и 25 минут. При смешивании в течение 15-20 минут наблюдалась неравномерная консистенция смеси и наличие комков, пятно растекания по Суттарду имело неправильную форму. Наличие комков свидетельствует о невозможности распределения волокон асбеста равномерно во всем объеме будущего искусственного массива, что скажется на неравномерности его усадочных деформаций.To establish the necessary time for mixing the components, the composition of the second series was mixed for 15, 20 and 25 minutes. When mixing for 15-20 minutes, an uneven consistency of the mixture and the presence of lumps were observed; the spreading spot according to Suttard had an irregular shape. The presence of lumps indicates the impossibility of distributing asbestos fibers evenly throughout the entire volume of the future artificial massif, which will affect the unevenness of its shrinkage deformations.

Таблица 1Table 1 Экспериментальные данныеExperimental data №серииSeries No. Количество хризотилового асбеста, % от вяжущегоThe amount of chrysotile asbestos,% of the binder Относительная деформация усадки, %The relative deformation of shrinkage,% 1 (контрольная)1 (control) 00 0,3630.363 2 (предлагаемая)2 (proposed) 1010 00

Из таблицы следует, что предлагаемый способ минимизации относительной деформации усадки исключает недозакладку выработанного пространства, за счет чего повышается устойчивость искусственной кровли, ограничивается негативное влияние подземных горных работ на окружающую среду, обеспечивается сохранение целостности поверхности земли и предохранение ее от оседания.It follows from the table that the proposed method of minimizing the relative deformation of shrinkage eliminates the under-laying of the worked out space, which increases the stability of the artificial roof, limits the negative impact of underground mining on the environment, ensures the integrity of the earth's surface and protects it from subsidence.

Claims (1)

Способ минимизации относительной деформации усадки твердеющего закладочного массива, включающий размещение в формируемом массиве армирующих элементов одновременно с твердеющей смесью, отличающийся тем, что компоненты указанной смеси смешиваются не менее 25 минут, а в качестве армирующих элементов применяют асбест хризотиловый − хризотил в количестве 10% от массы вяжущего.A method of minimizing the relative shrinkage strain of a hardening backfill array, including placing reinforcing elements in the formed array simultaneously with a hardening mixture, characterized in that the components of this mixture are mixed for at least 25 minutes, and chrysotile asbestos is used as reinforcing elements - chrysotile in an amount of 10% by weight astringent.
RU2015143704A 2015-10-13 2015-10-13 Method of shrinkage relative deformation minimization of hardening filling mass RU2606738C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015143704A RU2606738C1 (en) 2015-10-13 2015-10-13 Method of shrinkage relative deformation minimization of hardening filling mass

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015143704A RU2606738C1 (en) 2015-10-13 2015-10-13 Method of shrinkage relative deformation minimization of hardening filling mass

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2606738C1 true RU2606738C1 (en) 2017-01-10

Family

ID=58452372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015143704A RU2606738C1 (en) 2015-10-13 2015-10-13 Method of shrinkage relative deformation minimization of hardening filling mass

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2606738C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2792863C1 (en) * 2022-03-15 2023-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" Method for preparing cementless backfill mixture

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU688650A1 (en) * 1978-06-26 1979-10-01 Томский инженерно-строительный институт Filling mixture composition
SU700486A1 (en) * 1978-06-19 1979-11-30 Белгородский технологический институт строительных материалов Concrete mixture for fidding mined space
US4419135A (en) * 1981-10-06 1983-12-06 Molecrete Corporation Method of preparing cementitious compositions for tunnel backfill
RU2019712C1 (en) * 1991-01-08 1994-09-15 Зыряновский свинцовый комбинат им.60-летия СССР Method for consolidation of fill mass
RU2337124C1 (en) * 2007-01-09 2008-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть" Grouting mortar base foundation for well cementing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU700486A1 (en) * 1978-06-19 1979-11-30 Белгородский технологический институт строительных материалов Concrete mixture for fidding mined space
SU688650A1 (en) * 1978-06-26 1979-10-01 Томский инженерно-строительный институт Filling mixture composition
US4419135A (en) * 1981-10-06 1983-12-06 Molecrete Corporation Method of preparing cementitious compositions for tunnel backfill
RU2019712C1 (en) * 1991-01-08 1994-09-15 Зыряновский свинцовый комбинат им.60-летия СССР Method for consolidation of fill mass
RU2337124C1 (en) * 2007-01-09 2008-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть" Grouting mortar base foundation for well cementing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2792863C1 (en) * 2022-03-15 2023-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" Method for preparing cementless backfill mixture
RU2813409C1 (en) * 2023-12-18 2024-02-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Filling mass hardening method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rana et al. Recycling of dimensional stone waste in concrete: A review
Zhou et al. Evaluation of cement stabilized recycled concrete aggregates treated with waste oil and asphalt emulsion
Deboucha et al. Effects of ceramic waste, marble dust, and cement in pavement sub-base layer
Nandi et al. Performance evaluation and sustainability assessment of precast concrete paver blocks containing coarse and fine RAP fractions: A comprehensive comparative study
CN101428982A (en) Fiber reinforcement material, products made therefrom, and method for making the same
Qian et al. Performance evaluation of flexible pavements with a lateritic gravel base using accelerated pavement testing
Barmade et al. Performance evaluation of stabilized reclaimed asphalt pavement as base layer in flexible pavement
RU2606738C1 (en) Method of shrinkage relative deformation minimization of hardening filling mass
Alhaji et al. Laboratory and Field Evaluation of A–6 Lateritic Soil Treated with Reclaimed Asphalt Pavement and Ordinary Portland Cement
Yu et al. Study on the performance of emulsified asphalt recycled subgrade based on the evaluation of semi-rigid milling material
Bulbul Ahmed et al. Improvement of soil strength using cement and lime admixtures
RU2606729C1 (en) Strengthening method of hardening filling mass
RU2598107C1 (en) Method of minimising pack compression
CN104631257B (en) Method for constructing Belgian road in testing track
RU2555996C1 (en) Method of reinforcing filling mass
Dashrath et al. Effect of aggregate types on flexural strength of concrete
Paige-Green Considerations for ensuring the durability of chemically stabilised road materials
Divya et al. Experimental study of soil cement bricks and characteristics compressive strength of brick masonry wall
Kodikara et al. Performance evaluation of road pavements stabilized in situ
Onishi et al. Applicability of recycled gypsum composite mortar as raw material for foundation work of single-family houses
Knapton Single pour industrial floor slabs: Specification, design, construction and behaviour
Khalil et al. Bearing Capacity Of Strip Footing on Lime Stabilized Expansive Clayey Soil
Voit et al. Mechanism and Internal Stability of Supportive Stone Constructions. Materials 2022, 15, 3175
Yue Zhao et al. Effect of saturation condition on the mechanical performance of mine backfill material
Costello Full scale evaluation of organic soil mixing

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171014