Набрызг (торкрет) бетонной крепи

Технология возведения металлической,

Возведение металлической крепи начинают с установки на почву выработки или на деревянные лежни стоек, которые скрепляют с ранее установленными арками межрамными стяжками. Затем на стойки арки накладывают верхняк, соединяемый со стойками скобами с планками и гайками. Устойчивость арок в продольном направлении обеспечивается стяжками и распорками. Пространство между затяжками и породными стенками равномерно и плотно заполняют породой. Расстояние между арками принимают равным 0,5–1,25 м.

Применяют затяжки из дерева, железобетонных плит, металлических решеток, а также стеклоткани. Трудоемкость установки деревянных затяжек составляет 30÷36%, а железобетонных – 40÷50% общей трудоемкости крепления выработки.

Трудоемкость установки затяжек из металлических решеток значительно ниже (их масса 2,4÷3,6 кг). Недостаток деревянных и металлических затяжек – большой расход материала. Масса 1 м стеклотканевой рулонной затяжки 0,86 кг (железобетонной – 100÷120 кг), а стоимость почти в 2 раза ниже, чем железобетонной.

Для крепления выработки арочной крепью разработано большое число различных конструкций крепеустановщиков и приспособлений, для завинчивания гаек на хомутах – гайковерты, а для закладки закрепного пространства – забутовочные машины.

Сложность создания механизации возведения крепи в основном связана с ее конструктивными особенностями, многооперационностью. Для частичной механизации возведения металлической арочной крепи из спецпрофиля используют навесное оборудование бурильных установок или буропогрузочных машин, снабженное специальными захватами для крепи и люлькой для крепильщика. Арку собирают на почве выработки и устанавливают захватом вертикально. При этом крепильщик с люльки расклинивает арку и осуществляет затяжку кровли. Разработаны также подвесные крепеукладчики, передвигающиеся по монорельсу и входящие в состав проходческих комплексов оборудования.

Набрызгбетонную крепь возводят путем нанесения на обнаженную поверхность выработки бетонной смеси под воздействием направленного воздушного потока. Технология работ по возведению набрызгбетонной крепи заключается в следующем. Цемент и инертные заполнители (песок, щебень) перемешиваются в бетономешалке и загружаются в машину для набрызгбетона в сухом виде. Сухая смесь сжатым воздухом транспортируется от машины по шлангу в сопло-смеситель, куда по шлангу поступает вода. Влажная бетонная смесь с большой скоростью выходит из сопла-смесителя и наносится равномерным слоем толщиной 5–7 см на породную поверхность выработки.

Таким образом, при возведении набрызгбетонной крепи в одном технологическом процессе объединяются приготовление и затворение смеси, перемешивание, транспортирование, укладка и уплотнение бетонной смеси.

При возведении набрызгбетонной крепи применяют комплекс оборудования, позволяющий механизировать работы по транспортированию сухой смеси, загрузку ее в машину и подачу к соплу. В этом комплексе транспортирование смеси производится в специальных вагонетках с опрокидным кузовом, а загрузка машины осуществляется шнековым перегружателем. В качестве основного оборудования для возведения набрызгбетонной крепи используются машины БМ-60, БМ-68, БМ-70, ПБМ и др.

Производство работ по возведению набрызгбетонной крепи состоит из подготовки поверхности выработки, транспортирования материала, загрузки его в машину и нанесения смеси на стены и кровлю выработки.

Подготовка обнаженной поверхности заключается в сборке и смачивании водой кровли и стен. При запыленной поверхности ухудшается адгезия бетонной смеси с породой. Одновременно уточняется степень обводненности бетонируемой поверхности и в зависимости от этого корректируются сроки начала и конца схватывания бетонной смеси.

При нанесении бетонной смеси важное значение имеют водоцементное отношение и расстояние от сопла до поверхности выработки. Водоцементное отношение должно быть в пределах 0,4÷0,5. Количество воды, подаваемой в сухую смесь, регулируется сопловщиком при помощи крана на водопроводном шланге. При увеличении количества воды против нормы наблюдается повышенное оползание смеси, при недостатке – материал крепи становится пористым, покрытие – слоистым, и наблюдается интенсивное пылеобразование.

Расстояние между торцом выходной насадки и элементами выработки рекомендуется принимать в следующих пределах: на среднем участке вертикальной стенки шириной около 1 м на расстоянии 0,5–0,8 м от почвы − 1,1−1,3 м; на нижнем и верхнем участках вертикальной стенки – 0,9−1,1 м; на кровле выработки – 0,7−0,9 м. Угол встречи струи и бетонной смеси с закрепляемой поверхностью должен быть близким к 90°.

Подача смеси к соплу должна быть равномерной, без перерывов и пульсаций, шланги и сопло необходимо периодически продувать сжатым воздухом. Нанесение бетонной смеси на вертикальную поверхность целесообразно производить прямолинейно, перекрещивающимися движениями, на своде выработки – кругообразными.

Толщина одного слоя зависит от сроков начала и конца схватывания и крупности заполнителей. При использовании обычных цементов (без добавок ускорителей) и мелкого заполнителя толщина одновременно наносимого слоя составляет 4–6 см (в кровле 2−3 см) ("отскок" до 20%). При применении двухкомпонентных смесей на базе специальных быстросхватывающихся и быстротвердеющих цементов толщина одновременно наносимого слоя увеличивается в стенах до 8−10 см ("отскок" 8−10%) и в своде – до 5−6 см ("отскок" 11−13%). В трехкомпонентных смесях на обычных цементах без химических добавок со щебнем крупностью до 10 мм величина "отскока" достигает 25–30%, а с фракцией крупностью до 20 мм – до 30−35%. В тех же смесях, но приготовленных на быстросхватывающихся цементах, величина "отскока" уменьшается в 1,5 раза.

Контроль за качеством набрызгбетонных работ включает проверку качества и исходных материалов (цемента, песка, щебня), соблюдение расчетной дозировки в процессе приготовления смеси, испытание образцов бетона на прочность и соблюдение технологии покрытия. Качество контролируется путем замеров толщины наносимого слоя и потерь материала в виде "отскока".

Проверка состояния набрызгбетонного покрытия производится наружным осмотром и простукиванием молотком. Глухой звук указывает на неплотное прилегание покрытия к породе. В этом случае отслоившаяся крепь должна быть обобрана и восстановлена повторным набрызгом. Покрытие, нанесенное на основе быстросхватывающихся цементов, через 10–15 мин теряет воду, поверхность приобретает блеск, образуется твердая корка, которая через 15−20 мин не разрушается при надавливании пальцем. Это свидетельствует о схватывании и приобретении прочности на сжатие не менее 0,5 МПа.