RU2663984C2 - Method of construction and repair of ventilation facilities in coal and shale mines - Google Patents
Method of construction and repair of ventilation facilities in coal and shale mines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2663984C2 RU2663984C2 RU2016111256A RU2016111256A RU2663984C2 RU 2663984 C2 RU2663984 C2 RU 2663984C2 RU 2016111256 A RU2016111256 A RU 2016111256A RU 2016111256 A RU2016111256 A RU 2016111256A RU 2663984 C2 RU2663984 C2 RU 2663984C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- layer
- ventilation
- materials
- repair
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D5/00—Lining shafts; Linings therefor
- E21D5/12—Accessories for making shaft linings, e.g. suspended cradles, shutterings
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к горной промышленности, к строительству и ремонту вентиляционных сооружений в подземных выработках угольных и сланцевых шахт.The present invention relates to the mining industry, to the construction and repair of ventilation structures in underground workings of coal and shale mines.
В промышленности по добыче угля подземным способом работают высокопроизводительные очистные и проходческие забои. Это вызвано экономической задачей - добыть в единицу времени максимальное количество угля, что значительно снижает себестоимость продукции и позволяет работать угольному предприятию с прибылью. Для обеспечения стабильной и беспрерывной работы высокопроизводительных угольных очистных забоев необходимо заранее готовить горные выработки. Это осуществляется путем организации работы высокоскоростных проходческих забоев, которые позволяют строить выработки, в зависимости от площади поперечного сечения и используемой крепи, с производительностью до 500 п.м. за 1 месяц. Для обеспечения работы высокопроизводительных очистных забоев и высокоскоростных проходческих забоев требуется своевременное возведение вентиляционных сооружений (кроссингов, изолирующих перемычек, вентиляционных перемычек) для регулирования движения воздуха по горным выработкам шахты, изоляции отработанного пространства. При этом перемычки, возводимые в шахте можно разделить на две категории по несущей способности: несущие изолирующие перемычки; самонесущие вентиляционные перемычки. Несущие изолирующие перемычки - это сооружение с рассчитываемой прочностью на внешнее воздействие: воздействие взрывной волны - взрывоустойчивые изолирующие перемычки; воздействие давления воды - водоупорные изолирующие перемычки. Самонесущие вентиляционные перемычки это сооружения служащие для регулирования направления движения воздуха по горным выработкам, например: временная перемычка глухая, временная перемычка с проходом для людей, перемычка глухая врубовая, перемычка с проходом для людей. (Приказ Ростехнадзора от 28.11.2014 N 530 "Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Инструкция по изоляции неиспользуемых горных выработок и выработанных пространств в угольных шахтах").Underground mining in the coal mining industry employs high-performance mines and sinking faces. This is due to the economic task of producing the maximum amount of coal per unit time, which significantly reduces the cost of production and allows the coal enterprise to operate profitably. To ensure stable and uninterrupted operation of high-performance coal treatment faces, it is necessary to prepare mine workings in advance. This is carried out by organizing the work of high-speed sinking faces, which allow you to build workings, depending on the cross-sectional area and the roof support used, with a capacity of up to 500 lm. for 1 month. To ensure the operation of high-performance treatment faces and high-speed headings, timely construction of ventilation structures (crossings, insulating jumpers, ventilation jumpers) is required to regulate the air movement in the mine workings, isolation of the worked space. In this case, the jumpers erected in the mine can be divided into two categories according to the bearing capacity: bearing insulating jumpers; self-supporting ventilation jumpers. Bearing insulating jumpers - this is a structure with calculated strength for external impact: the effect of the blast wave - explosion-proof insulating jumpers; exposure to water pressure - waterproof insulating jumpers. Self-supporting ventilation lintels are structures used to regulate the direction of air movement in mine workings, for example: a temporary jumper is deaf, a temporary jumper with a passage for people, a jumper is blind, a jumper with a passage for people. (Order of Rostekhnadzor dated November 28, 2014 N 530 "On approval of Federal norms and rules in the field of industrial safety" Instructions for the isolation of unused mine workings and mined spaces in coal mines ").
Основными требованиями при проектировании несущих изолирующих перемычек являются: сохранение прочности и устойчивости сооружения под влиянием давления вмещающих пород в выработке, где это сооружение возведено; восстановление герметичности (воздухонепроницаемости или водонепроницаемости) при периодическом ремонте (поддержании герметичности) во время всего срока службы изолирующей перемычки.The main requirements for the design of supporting insulating jumpers are: preservation of the strength and stability of the structure under the influence of the pressure of the enclosing rocks in the mine, where this structure was erected; restoration of tightness (air tightness or water tightness) during periodic repairs (maintaining tightness) during the entire life of the insulating jumper.
Из существующего уровня техники и технологии в строительной отрасли известны различные способы и материалы для ремонта монолитных или сборных бетонных сооружений для восстановления их герметичности. В патенте RU 2187652 предложена технология послойного напыления пенополиуретанов ППУ, получаемых из 2-х компонентов путем смешения в «пистолете»-распылителе. Данная технология позволяет возводить эффективные герметичные вентиляционные перемычки за небольшой промежуток времени, выполнять ремонт вентиляционных сооружений для снижения потерь (утечек) воздуха через конструкцию самой вентиляционной перемычки и прилегающего по контуру вентиляционной перемычки массива горных пород. Однако у указанного в патенте RU 2187652 способа есть серьезный недостаток. Материалы, применяемые по данной технологии, пенополиуретаны ППУ: ППУ-17Н-1, ППУ350-Н, Изолан-6, Вилан-405 и другие являются по своему составу синтетическими полимерными материалами и без специальных, дополнительных технологических операций связанных с защитой пенополиуретана путем нанесения эффективного теплоизолирующего и огнезащитного покрытия применятся в угольных и сланцевых шахтах не могут по требованиям пожарной безопасности. Согласно требованиям пункта 474 Приказа Ростехнадзора №550 от 15.11.2013 «Правила безопасности в угольных шахтах» вещества и материалы, используемым в шахтах должны относится к трудногорючим и негорючим по категории горючести. Материалы для возведения и ремонта вентиляционных сооружений, указанные в патенте RU 2187652, относятся к горючим по степени пожарной опасности.From the existing level of engineering and technology in the construction industry, various methods and materials for repairing monolithic or precast concrete structures to restore their tightness are known. In patent RU 2187652, a technology for layer-by-layer spraying of polyurethane foam foams obtained from 2 components by mixing in a “gun” sprayer is proposed. This technology allows you to build effective sealed ventilation bridges in a short period of time, to repair ventilation structures to reduce air loss (leakage) through the structure of the ventilation bridge and the rock mass adjacent to the ventilation bridge. However, the method described in patent RU 2187652 has a serious drawback. The materials used by this technology, polyurethane foam PPU: PPU-17N-1, PPU350-N, Izolan-6, Vilan-405 and others are synthetic polymeric materials in their composition and without special, additional technological operations associated with the protection of polyurethane foam by applying effective heat-insulating and fire-retardant coatings can not be applied in coal and shale mines according to fire safety requirements. According to the requirements of paragraph 474 of the Order of Rostekhnadzor No. 550 dated November 15, 2013, "Safety Rules in Coal Mines," the substances and materials used in mines must be classified as slow-burning and non-combustible in the combustibility category. Materials for the construction and repair of ventilation structures specified in patent RU 2187652, are classified as combustible according to the degree of fire hazard.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является способ производства эффективного ремонта несущего вентиляционного сооружения, находящегося во втором предельном состоянии.The technical problem to be solved by the claimed invention is directed is a method for producing an effective repair of a bearing ventilation structure in a second limiting state.
Поставленная задача решена путем послойного нанесения на поверхность несущего вентиляционного сооружения и прилегающих к нему поверхностей горных выработок различных по своему составу материалов: минеральные; пенополиуретаны для восстановления герметичности сооружения.The problem is solved by layering on the surface of the supporting ventilation structure and adjacent surfaces of the mine workings of various in composition materials: mineral; polyurethane foams to restore the tightness of the structure.
Сущность изобретения. Капитальное вентиляционное изолирующее сооружение ремонтируются (для восстановления его герметичности) при помощи нанесения различных материалов слоями. При этом каждый отдельный слой нанесенного на поверхность вентиляционного сооружения материала акцентировано выполняет определенную задачу по герметизации сооружения, а в комплексе, полученное многослойное покрытие позволяет добиться более качественной герметизации вентиляционного сооружения при общем сокращении стоимости примененных для обработки материалов.SUMMARY OF THE INVENTION A major ventilation insulating structure is being repaired (to restore its tightness) by applying layers of various materials. At the same time, each separate layer of the material applied to the surface of the ventilation structure accentuates performs a specific task of sealing the structure, and in the complex, the resulting multilayer coating allows for better sealing of the ventilation structure with a general reduction in the cost of materials used for processing.
Технический результат. При ремонте изолирующей перемычки для восстановления или поддержания ее герметичности способом послойного нанесения материалов становится возможным совместить в одной единице объема нанесенного герметизирующего покрытия, но в разных слоях этой единицы объема, материалов имеющих различающуюся во много раз скорость: твердения и последующей воздухонепроницаемости; твердения и последующей водонепроницаемости; твердения и набора прочности. Это позволяет эффективно проводить герметизацию изолирующей перемычки, находящейся в втором предельном состоянии. При этом ремонт осуществляется при поступлении воды из трещин в теле сооружения для водоупорной изолирующей перемычки, при поступлении газовоздушной смеси из отработанного пространства через трещины в теле сооружения для взрывоустойчивой вентиляционной изолирующей перемычки.The technical result. When repairing an insulating jumper to restore or maintain its tightness by the method of layer-by-layer application of materials, it becomes possible to combine in one unit volume of the applied sealing coating, but in different layers of this unit volume, materials having a speed that varies many times: hardening and subsequent air tightness; hardening and subsequent waterproofing; hardening and curing. This allows you to effectively carry out the sealing of the insulating jumper, located in the second limit state. In this case, repairs are carried out when water from cracks in the body of the structure for the watertight insulating jumper enters, when the air-gas mixture flows from the waste space through cracks in the body of the structure for the explosion-proof ventilation insulating jumper.
Предлагаемый способ был использован для профилактического ремонта вентиляционной изолирующей перемычки на одном из угольных предприятий в Кузбассе.The proposed method was used for preventive maintenance of a ventilation insulating bridge at one of the coal enterprises in Kuzbass.
Под влиянием значительных деформаций вмещающих пород в конструкции перемычки рисунок №1 образовались трещины. В результате воздух из отработанного пространства начал поступать в эксплуатируемые горные выработки. Поверхность перемычки рисунок №2 и прилегающие поверхности горных выработок обработали жидкой минеральной герметизирующей композицией «Негорючая крепь» (3) ТУ 5772-004-50576573-2014. В течение 3-х часов после нанесение покрытие (3) отвердело и стало воздухонепроницаемым и влагоустойчивым. После проведенных работ по устройству покрытия перемычки для ее ремонта материалом герметизирующая композиция «Негорючая крепь», дренаж воздуха из отработанного пространства через перемычку значительно сократился, но продолжался по трещинам в которых материал не успевал затвердеть до того времени, пока давление газовоздушной смеси из отработанного пространства полностью выдувала его из трещины. Для полного устранения дренажа воздуха через оставшиеся трещины на перемычку нанесли слой пенополиуретана (4) из автономной двухкомпонентной системы торговой марки толщиной 3 мм, пенополиуретан становится воздухонепроницаемым, но податливым к механическим воздействиям через 15 минут после нанесения. В результате дренаж воздуха прекратился полностью. Для защиты слоя пенополиуретана (4) на него несли слой (3) из герметизирующей композиции «Негорючая крепь».Under the influence of significant deformations of the enclosing rocks, cracks formed in the design of the lintel figure No. 1. As a result, air from the waste space began to flow into the exploited mine workings. The surface of the lintel Figure No. 2 and the adjacent surfaces of the mine workings were treated with the non-combustible lining mineral sealing compound (3) TU 5772-004-50576573-2014. Within 3 hours after application, the coating (3) hardened and became airtight and moisture resistant. After the work on the device covering the lintel for its repair with the material, the non-combustible lining sealant composition, air drainage from the exhausted space through the lintel was significantly reduced, but continued along the cracks in which the material did not have time to harden until the air-gas mixture pressure from the exhausted space was completely blew it out of the crack. To completely eliminate air drainage through the remaining cracks, a layer of polyurethane foam (4) was applied to the jumper from an autonomous two-
Схема послойного возведения при строительстве вентиляционной перемычки и послойного нанесения материалов при ремонте изолирующей перемычки представлена на рис. №1; рис. №2.The scheme of layer-by-layer erection during the construction of the ventilation bridge and layer-by-layer application of materials during the repair of the isolation bridge is shown in Fig. No. 1; fig. No. 2.
Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.
На рисунке №1 представлен поперечный разрез вентиляционной изолирующей перемычки с нанесенным послойным покрытием для поддержания герметичности. На рисунке №2 представлен Вид А. Многослойное покрытие вентиляционной изолирующей перемычки для ее ремонта и восстановления герметичности:Figure 1 shows a cross section of a ventilation insulating jumper with a layered coating to maintain tightness. Figure No. 2 shows View A. The multilayer coating of the ventilation insulating bridge for its repair and restoration of tightness:
1. Бетон «тела» перемычки;1. Concrete "body" of the jumper;
2. Несъемная опалубка из шлакобетонных камней;2. Fixed formwork made of slag concrete stones;
3. Герметизирующая композиция «Негорючая крепь» ТУ 5772-004-50576573-2014;3. The sealing composition "Non-combustible lining" TU 5772-004-50576573-2014;
4. Слой пенополиуретана толщиной 3 мм из автономной двухкомпонентной системы торговой марки 4. A layer of polyurethane foam with a thickness of 3 mm from an autonomous two-component system of the brand
5. Трещины в шлакобетонных камнях и бетоне «тела» перемычки, заполненные герметизирующей композицией «Негорючая крепь» ТУ 5772-004-50576573-2014.5. Cracks in cinder-stones and concrete of the “body” of the lintel filled with the non-combustible lining sealant TU 5772-004-50576573-2014.
Литература.Literature.
1. Приказ Ростехнадзора от 28.11.2014 N 530 "Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Инструкция по изоляции неиспользуемых горных выработок и выработанных пространств в угольных шахтах".1. Order of Rostekhnadzor dated November 28, 2014 N 530 "On approval of Federal norms and rules in the field of industrial safety" Instructions for the isolation of unused mine workings and mined spaces in coal mines ".
2. RU 2187652.2. RU 2187652.
3. Приказ Ростехнадзора №550 от 15.11.2013 «Правила безопасности в угольных шахтах».3. Order of Rostekhnadzor No. 550 dated November 15, 2013 “Safety Rules in Coal Mines”.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016111256A RU2663984C2 (en) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | Method of construction and repair of ventilation facilities in coal and shale mines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016111256A RU2663984C2 (en) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | Method of construction and repair of ventilation facilities in coal and shale mines |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016111256A RU2016111256A (en) | 2017-09-28 |
RU2663984C2 true RU2663984C2 (en) | 2018-08-14 |
Family
ID=60041237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016111256A RU2663984C2 (en) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | Method of construction and repair of ventilation facilities in coal and shale mines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2663984C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110486018A (en) * | 2019-08-14 | 2019-11-22 | 西安科技大学 | Lattice compound shaft structure and construction method |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4036024A (en) * | 1974-06-12 | 1977-07-19 | Bergwerksverband Gmbh | Device for closing off a mine gallery especially for use to prevent spreading of underground explosions |
SU876941A1 (en) * | 1980-01-03 | 1981-10-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт "Теплопроект" | Flue erecting method |
RU2150584C1 (en) * | 1998-04-21 | 2000-06-10 | Открытое акционерное общество "Уралкалий" | Ventilation bulkhead and method of its construction |
RU2187652C2 (en) * | 2000-03-24 | 2002-08-20 | ОАО "Восточный научно-исследовательский горнорудный институт" | Method of mine working air isolation |
RU58566U1 (en) * | 2006-03-09 | 2006-11-27 | Штеремберг Яков Исаакович | MULTILAYER VERTICAL BUILDING DESIGN (OPTIONS) |
RU2335604C2 (en) * | 2006-09-27 | 2008-10-10 | Василий Иванович Коломиец | Process of sandwich wall formation |
-
2016
- 2016-03-25 RU RU2016111256A patent/RU2663984C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4036024A (en) * | 1974-06-12 | 1977-07-19 | Bergwerksverband Gmbh | Device for closing off a mine gallery especially for use to prevent spreading of underground explosions |
SU876941A1 (en) * | 1980-01-03 | 1981-10-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт "Теплопроект" | Flue erecting method |
RU2150584C1 (en) * | 1998-04-21 | 2000-06-10 | Открытое акционерное общество "Уралкалий" | Ventilation bulkhead and method of its construction |
RU2187652C2 (en) * | 2000-03-24 | 2002-08-20 | ОАО "Восточный научно-исследовательский горнорудный институт" | Method of mine working air isolation |
RU58566U1 (en) * | 2006-03-09 | 2006-11-27 | Штеремберг Яков Исаакович | MULTILAYER VERTICAL BUILDING DESIGN (OPTIONS) |
RU2335604C2 (en) * | 2006-09-27 | 2008-10-10 | Василий Иванович Коломиец | Process of sandwich wall formation |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110486018A (en) * | 2019-08-14 | 2019-11-22 | 西安科技大学 | Lattice compound shaft structure and construction method |
CN110486018B (en) * | 2019-08-14 | 2020-07-31 | 西安科技大学 | Lattice type composite shaft structure and construction method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016111256A (en) | 2017-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Maidl et al. | Handbook of tunnel engineering | |
Panasyuk et al. | Injection technologies for the repair of damaged concrete structures | |
US10253627B2 (en) | Method of repairing a tunnel | |
CN106679519A (en) | Static blasting demolition method for interior reinforced concrete supports | |
RU2663984C2 (en) | Method of construction and repair of ventilation facilities in coal and shale mines | |
US8342776B2 (en) | Mine seal with adhesive | |
Moghtadernejad | Design, inspection, maintenance, life cycle performance and integrity of building facades | |
RU2717153C1 (en) | Method for construction of ventilation plant in coal mines | |
CN110410132B (en) | Air leakage preventing process for reserving narrow coal pillars | |
RU2681047C2 (en) | Method for reducing gas emission and gas permeability in coal mine | |
Freitag | The fireproofing of steel buildings | |
CN110284886B (en) | Safety prevention and control method for deep vertical shaft wall fracture | |
Uglyanitca et al. | Filling of the vertical mine workings with the autoclave slag-concrete | |
Drobiec | Repair and renovation of the historic church in Ruda Śląska after many failures caused by mining exploitation | |
Sinitsyn | Drilling-and-blasting method of demolition | |
CN205532642U (en) | Mine waterproof construction | |
Singh et al. | Shotcrete–advanced technology in civil engineering | |
Wang et al. | Experimental and numerical investigation on collar-jointed masonry walls | |
Horny et al. | Metro Doha green line: fibre reinforced tunnel linings–design and construction experience | |
Sinenko et al. | Experience of Concrete Works Execution by the Means of Air-Placed Concreting | |
Yudina | Defects in the hydro-insulation of the underground part of the building of Tovstonogov Bolshoi Drama Theater after the reconstruction | |
Isabek et al. | Dilatancy flatrock fracture | |
US11203932B2 (en) | Method of installing fiber liner for large tunnel repair | |
RU2579855C1 (en) | Method for elimination of degassing wells | |
Faltýnek et al. | Design, construction and conditions of the application of unreinforced concrete final lining in conventionally driven tunnels |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180913 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200311 |