RU2606729C1 - Strengthening method of hardening filling mass - Google Patents
Strengthening method of hardening filling mass Download PDFInfo
- Publication number
- RU2606729C1 RU2606729C1 RU2015143708A RU2015143708A RU2606729C1 RU 2606729 C1 RU2606729 C1 RU 2606729C1 RU 2015143708 A RU2015143708 A RU 2015143708A RU 2015143708 A RU2015143708 A RU 2015143708A RU 2606729 C1 RU2606729 C1 RU 2606729C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hardening
- array
- reinforcing elements
- filling
- basalt
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
- E21F15/005—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings characterised by the kind or composition of the backfilling material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/0068—Ingredients with a function or property not provided for elsewhere in C04B2103/00
- C04B2103/0082—Segregation-preventing agents; Sedimentation-preventing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00663—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filling material for cavities or the like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00724—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 in mining operations, e.g. for backfilling; in making tunnels or galleries
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства.The invention relates to the mining industry and can be used in the development of mineral deposits with 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 усадочную щель 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; a reinforcing structure is placed in the shrinkage slot; wells are drilled in the embedded array along the chamber walls 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 прочности сформированного массива, большой расход дорогостоящей арматуры и неопределенность в уровне безопасности при ее размещении. The disadvantage is the large complexity of the work, the uncertainty in the strength of the formed array, the high consumption of expensive reinforcement and the uncertainty in the level of safety when it is placed.
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, так как в местах скопления металлических отрезков в результате их соприкосновения с агрессивной средой происходит их коррозия, которая разрушает структуру бетона.The disadvantage of this method is that the reinforcing material supplied to the zone of exposure of the array is distributed unevenly in the filling array, which leads to a decrease in its strength, since in places of accumulation of metal segments as a result of their contact with the aggressive environment, their corrosion occurs, which destroys the structure concrete.
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.A 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 50 100 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, невозможность механизированной подачи материала в выработанное пространство и равномерного растекания в выработанном пространстве.The disadvantage is the high complexity of the work due to the large number of components, the impossibility of a mechanized supply of material into the worked out space and uniform spreading in the worked out space.
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 подвижность смеси, исключая ее транспортирование по трубам и растекание в заполняемой камере. Данная смесь может доставляться в камеру только ковшевыми погрузчиками или самосвалами и укладываться вручную, что приведет к усложнению технологической схемы, удорожанию работ и снижению безопасности. The disadvantage is the large number of reinforcing elements, which limits the mobility of the mixture, excluding its transportation through pipes and spreading in the filled chamber. This mixture can be delivered to the chamber only by bucket loaders or dump trucks and stacked manually, which will lead to the complication of the technological scheme, the cost of work and lower safety.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение безопасных условий горных работ при увеличении прочности закладки на растяжение.The task of the invention is to ensure safe mining conditions while increasing the tensile strength of the bookmark.
Для решения поставленной задачи предложен способ упрочнения закладочного массива, включающий размещение в формируемом массиве армирующих элементов одновременно с твердеющей смесью, причем в качестве армирующих элементов применяют микрофибру базальтовую модифицированную (МБМ) в количестве 7,1% от массы вяжущего вещества.To solve this problem, a method for hardening the filling array is proposed, which includes placing reinforcing elements in the formed array simultaneously with the hardening mixture, and modified basalt microfiber (MBM) in the amount of 7.1% by weight of the binder is used as reinforcing elements.
Технический результат заключается в механизированной подаче армирующего материала, создании безопасных условий горных работ при увеличении прочности закладочного массива при растяжении и трещиностойкости при сохранении консистенции смеси, пригодной для транспортирования по трубам и растекания в выработанном пространстве.The technical result consists in the mechanized supply of reinforcing material, the creation of safe mining conditions while increasing the strength of the filling mass under tension and crack resistance while maintaining the consistency of the mixture suitable for transportation through pipes and spreading in the worked out space.
МБМ (ТУ 5761-014-13800624-2004) производства ЗАО «Астрин-Холдинг» состоит из (в % по массе):MBM (TU 5761-014-13800624-2004) manufactured by CJSC Astrin-Holding consists of (in% by weight):
- ваты базальтовой с органической пропиткой – 99,3-99,6;- basalt cotton wool with organic impregnation - 99.3-99.6;
- наномодификатора −0,0001-0,01;- nanomodifier −0.0001-0.01;
- воды – 0,3-0,5.- water - 0.3-0.5.
В качестве наномодификатора используют углеродный наномодификатор фуллероидного типа по ТУ 2166-001-13800624-2003.As a nanomodifier, a carbon nanomodifier of the fulleroid type is used according to TU 2166-001-13800624-2003.
Основные характеристики МБМ приведены в таблице 1.The main characteristics of MBM are shown in table 1.
Способ упрочнения закладочного массива осуществляется следующим образом. Искусственный массив формируется из твердеющей закладочной смеси, в которую перед ее укладкой в выработанное пространство подают армирующие элементы – микрофибру базальтовую модифицированную МБМ. Твердеющая смесь транспортируется к месту формирования массива по трубам и подается в камеру. При растекании закладочной смеси по выработанному пространству волокна МБМ распределяются равномерно во всем объеме будущего искусственного массива и блокируют рост трещин, образованию которых способствует низкая прочность бетона при растяжении. Это позволяет существенно улучшить прочность при растяжении.The method of hardening the filling array is as follows. The artificial massif is formed from a hardening filling mixture, into which reinforcing elements — microfiber basalt modified MBM, are fed into the worked space before being laid. The hardening mixture is transported to the place of formation of the array through pipes and fed into the chamber. When spreading the filling mixture over the developed space, MBM fibers are distributed evenly throughout the entire volume of the future artificial massif and block the growth of cracks, the formation of which is facilitated by the low tensile strength of concrete. This can significantly improve tensile strength.
Для проверки работоспособности предлагаемого способа была изготовлена модель закладочного массива, состоящего из вяжущего, заполнителя, суперпластификатора, воды. Изготовили две серии массива: В первой серии (контрольной) микрофибру базальтовую модифицированную МБМ не добавляли. Во второй серии в смесь вводили 7,1% от массы вяжущего вещества микрофибры базальтовой модифицированной МБМ. Из обеих серий массива были сформированы образцы. По истечении 90 суток образцы 40×40×160 мм были испытаны на прочность при растяжении при изгибе с использованием электронной испытательной машины Инстрон 5882.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 of the (control) microfiber, basalt modified MBM was not added. In the second series, 7.1% by weight of the binder microfiber of basalt modified MBM was introduced into the mixture. Samples were formed from both series of the array. After 90 days, samples of 40 × 40 × 160 mm were tested for tensile strength in bending using an Instron 5882 electronic testing machine.
Кроме того, производилась оценка прочности образцов при растяжении в возрасте 180 суток по методу раскалывания с использованием электронной испытательной машины Инстрон 5882.In addition, we evaluated the tensile strength of the samples at the age of 180 days using the splitting method using an Instron 5882 electronic testing machine.
Значения прочности при растяжении, полученные данным методом, во всех случаях очень близко совпадают со значениями прочности при осевом растяжении. (Стольников В.В., Литвинова Р.Е. Трещиностойкость бетона. – М: Издательство Энергия, 1972. – 113 с. –39-41 с.). The values of tensile strength obtained by this method in all cases very closely coincide with the values of axial tensile strength. (Stolnikov V.V., Litvinova R.E. Crack resistance of concrete. - M: Publishing House Energy, 1972. - 113 pp. –39-41 p.).
Данные испытаний приведены в таблице 2.The test data are shown in table 2.
Экспериментальные данныеtable 2
Experimental data
Для обеспечения устойчивого режима транспортирования по трубам и равномерной укладки в выработанном пространстве регламентом рекомендуется следующая растекаемость смеси 13-20 см (Монтянова А.Н. 2009. Формирование закладочных массивов при разработке алмазных месторождений в криолитозоне. М., Горная книга, 597 с., стр.308).To ensure a stable mode of transportation through pipes and uniform stacking in the worked-out space, the following recommended flowability of the mixture is 13–20 cm (Montyanova AN 2009. Formation of filling arrays during the development of diamond deposits in the permafrost zone. M., Mountain Book, 597 pp., p. 308).
Из таблицы 2 следует, что поставленная задача обеспечения безопасных условий горных работ и механизированной подачи армирующего материала при увеличении прочности закладки на растяжение и трещиностойкости массива при сохранении консистенции смеси, пригодной для транспортирования по трубам и растекания в выработанном пространстве, достигается при введении в твердеющую смесь микрофибры базальтовой модифицированной МБМ в количестве 7,1% от массы вяжущего вещества.From table 2 it follows that the task is to ensure safe mining conditions and the mechanized supply of reinforcing material while increasing the bookmark tensile strength and crack resistance of the array while maintaining the consistency of the mixture, suitable for transportation through pipes and spreading in the worked out space, is achieved by introducing microfiber into the hardening mixture basalt modified MBM in the amount of 7.1% by weight of the binder.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015143708A RU2606729C1 (en) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | Strengthening method of hardening filling mass |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015143708A RU2606729C1 (en) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | Strengthening method of hardening filling mass |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2606729C1 true RU2606729C1 (en) | 2017-01-10 |
Family
ID=58452694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015143708A RU2606729C1 (en) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | Strengthening method of hardening filling mass |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2606729C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4419135A (en) * | 1981-10-06 | 1983-12-06 | Molecrete Corporation | Method of preparing cementitious compositions for tunnel backfill |
US5038863A (en) * | 1990-07-20 | 1991-08-13 | Altantic Richfield Company | Cementing oil and gas wells |
RU2019712C1 (en) * | 1991-01-08 | 1994-09-15 | Зыряновский свинцовый комбинат им.60-летия СССР | Method for consolidation of fill mass |
RU2362752C1 (en) * | 2007-12-26 | 2009-07-27 | Евгений Сергеевич Шитиков | Fast-setting shrink-resistant compound for repair of concrete, road, airdromes pavements and bridge floors |
RU2396435C1 (en) * | 2009-07-13 | 2010-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет" | Composition of stowage mixture |
-
2015
- 2015-10-13 RU RU2015143708A patent/RU2606729C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4419135A (en) * | 1981-10-06 | 1983-12-06 | Molecrete Corporation | Method of preparing cementitious compositions for tunnel backfill |
US5038863A (en) * | 1990-07-20 | 1991-08-13 | Altantic Richfield Company | Cementing oil and gas wells |
RU2019712C1 (en) * | 1991-01-08 | 1994-09-15 | Зыряновский свинцовый комбинат им.60-летия СССР | Method for consolidation of fill mass |
RU2362752C1 (en) * | 2007-12-26 | 2009-07-27 | Евгений Сергеевич Шитиков | Fast-setting shrink-resistant compound for repair of concrete, road, airdromes pavements and bridge floors |
RU2396435C1 (en) * | 2009-07-13 | 2010-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет" | Composition of stowage mixture |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
---|---|---|
Vakili et al. | Internal erosional behaviour of dispersive clay stabilized with lignosulfonate and reinforced with polypropylene fiber | |
Sekar | Mechanical and fracture characteristics of Eco-friendly concrete produced using coconut shell, ground granulated blast furnace slag and manufactured sand | |
Cao et al. | Assessment of acoustic emission and triaxial mechanical properties of rock‐cemented tailings matrix composites | |
Garmendia et al. | Strengthening masonry vaults with organic and inorganic composites: An experimental approach | |
El-Maaddawy et al. | Innovative repair of severely corroded T-beams using fabric-reinforced cementitious matrix | |
Haimson | Fracture-like borehole breakouts in high-porosity sandstone: are they caused by compaction bands? | |
PT1648700E (en) | Fiber reinforcement material, products made therefrom, and method for making the same | |
Silva et al. | Effectiveness of the repair of unstabilised rammed earth with injection of mud grouts | |
Vasumathi et al. | Compressive behaviour of RC column with fibre reinforced concrete confined by CFRP strips | |
Bressan et al. | FRCM strengthening of corrosion-damaged RC beams subjected to monotonic and cyclic loading | |
Al-Bdairi et al. | Improving the properties of asphalt mixture using fiber materials | |
Peter et al. | Investigations on the static behavior of self-compacting concrete under-reamed piles | |
RU2606729C1 (en) | Strengthening method of hardening filling mass | |
Nataadmadja et al. | Evaluation of moisture susceptibility of hot mix asphalt | |
Ghazvinian et al. | The effect of anisotropy on crack damage thresholds in brittle rocks | |
Xie et al. | Behavior of corroded HSC beams repaired by sprayed UHTCC and textile: Experimental study and theoretical analysis | |
RU2606738C1 (en) | Method of shrinkage relative deformation minimization of hardening filling mass | |
RU2598107C1 (en) | Method of minimising pack compression | |
Sheikh et al. | Strengthening of RC short square columns subjected to concentric axial loading by Ferrocement Jacketing | |
Hredil | Peculiarities of bond strength degradation in reinforced concrete induced by accelerated electrochemical methods | |
RU2555996C1 (en) | Method of reinforcing filling mass | |
Hong et al. | Construction Technology and Mechanical Properties of a Cement‐Soil Mixing Pile Reinforced by Basalt Fibre | |
Verma | Use of steel fiber reinforced concrete (SFRC) over plain concrete for shotcrete in underground tunneling | |
Abbasi Dezfouli et al. | Effect of using different fibers on slab on grades | |
Dashrath et al. | Effect of aggregate types on flexural strength of concrete |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171014 |