PL163027B1 - Środek do wypełniania pustek i szczelin wokół podziemnych wyrobisk górniczych - Google Patents

Abstract

1. Środek do wypełniania pustek i szczelin wokół podziemnych wyrobisk górniczych, znamienny tym, że zawiera granulowany żużel wielkopiecowy w ilości 25 - 100% wagowych i cement portlandzki w ilości 0 - 75% wagowych jako spoiwo oraz aktywator w ilości 0-15% wagowych w stosunku do spoiwa, a także proszek glinowy w ilości 0,02 - 0,3% wagowych w stosunku do spoiwa lub poroszek cynkowy w ilości 0,04 - 0,5% wagowych w stosunku do spoiwa, a ponadto wodę zarobową w ilości odpowiadającej W wskaźnikowi wody do spoiwa — = 0,3 - 0,6 oraz popiół łomy z elektrowni w ilości 0-75% wagowych w stosunku do spoiwa.

Description

Przedmiotem wynalazku jest środek do wypełniania pustek i szczelin wokół podziemnych wyrobisk górniczych.

Pustki i szczeliny wokół podziemnych wyrobisk górniczych stanowią potencjalne zagrożenie utraty stateczności lub deformaji przekroju wyrobisk, degradacji składu powietrza na skutek migracji gazów kopalnianych lub powstawania pożarów endogenicznych zwłaszcza w złożach węgla.

Dotychczas do wypełniania pustek i szczelin wokół podziemnych wyrobisk górniczych stosuje się mleczko cementowe i wapienne, zawiesiny wodno iłowe i wodno-popiołowe, spoiwa cementowe, cementowo-gipsowe, anhydrytowe i gipsowe oraz środki chemiczne takie jak żywice epoksydowe, poliuretanowe, poliestrowe, karbamidowe, akrylowe, fenolowo-formaldehydowe i furfurylowe. Środki chemiczne mają ograniczony zakres stosowania ze względu na ich własności fizykochemiczne, wysokie ceny, znaczne utrudnienie technologiczne i ograniczenia związane z przepisami górniczymi. Wadą środków w postaci zawiesin jest ograniczenie ich stosowania tylko do uszczelniania niewielkich szczelin pozbawionych dopływu wód. Spoiwa anhydrytowe i gipsowe nie posiadają odporności na działanie wód, a zwłaszcza bieżących, które rozmywają je i rozpuszczają. Spoiwa cementowe i cementowo-gipsowe posiadają ograniczone zastosowanie w przypadku występowania wód agresywnych, a w wielu przypadkach, zwłaszcza przy dużych rozmiarach pustek, są zbyt kosztowne.

Istotą środka według wynalazku, jest to, że zawiera granulowany żużel wielkopiecowy w ilości 25 - 100% wagowych i cement portlandzki w ilości 0 - 75% wagowych jako spoiwo oraz aktywator alkaliczny w ilości 0-15% wagowych w stosunku do spoiwa, a także proszek glinowy w ilości 0,02 - 0,3% wagowych lub proszek cynkowy w ilości 0,04 - 0,5% wagowych w stosunku do spoiwa. Ponadto środek zawiera wodę zarobową w ilości odpowiadającej wskaźnikowi wody . W do spoiwa — = 0,3 - 0,6, a także popiół łomy z elektrowni w ilości 0 - 75% wagowych w stosunku do spoiwa. Jako aktywator alkaliczny stosuje się NaOH i/lub Na2CO3 lub szkło wodne o module krzemianowym 1,1 - 2,5, a woda zarobowa zawiera 0 - 10% wagowych NaCl.

Komponenty tworzące środek według wynalazku miesza się na sucho, a następnie łączy z wodą lub wodnym roztworem chlorku sodu i ponownie miesza się aż do uzyskania odpowiedniej homogenizacji. Wypełniacz w postaci drobnoziarnistego składnika mineralnego, korzystnie

163 027 popiołu lotnego z elektrowni, wprowadza się do mieszaniny suchej albo do wody lub wodnego roztworu chlorku sodu. Płynny środek umieszcza się w pustkach lub szczelinach wokół podziemnych wyrobisk górniczych, zgodnie z przeznaczeniem. Okres spieniania i ekspansji trwa przez 10-60 minut, a następnie następuje twardnienie i wiązanie środka z przyrostem wytrzymałości mechanicznej przez okres około 28 dni.

Zaletą środka według wynalazku jest możliwość uzyskania dokładnego wypełnienia szczelin i pustek wokół wyrobisk górniczych, a także możliwość regulacji jego płynności, co zapewnia odpowiedni zasięg penetracji w gruzowisku lub szczelinach. Uzyskiwany na skutek ekspansji przyrost objętości w zakresie 10-120%, pozwala na obniżenie ciężaru objętościowego środka. W przypadku wypełniania rozległych wyrw w stropie wyrobisk korytarzowych decyduje to o istotnym zmniejszeniu obciążenia obudowy chodnikowej. Ponadto środek według wynalazku jest nietoksyczny, niepalny po związaniu odporny na rozkład termiczny i korozję chemiczną oraz tani, z uwagi na udział w jego składzie odpadów z hut i elektrowni.

Przykład I. Środek zawiera w swoim składzie:

1. spoiwo,

2. pył aluminiowy - 0,1% wagowych w stosunku do spoiwa,

W

3. wodę zarobową o stosunku — = 0,4 i zawierającą 5% wagowych NaCl, przy czym w skład spoiwa wchodzi cement portlandzki w ilości 25% wagowych, oraz żużel granulowany w ilości 75% wagowych.

Otrzymany środek charakteryzuje się następującymi parametrami:

- przyrost objętości Ve = 56%,

- czas przetłaczalności tp = 25 minut,

- czas ekspansji tE = 60 minut,

- gęstość pozorna do ekspansji o= 1,1 G/cm³

Przykład Π. Środek zawiera w swoim składzie:

1. spoiwo w postaci żużla granulowanego - 100% wagowych,

2. szkło wodne o module krzemianowym 1,7 - 10% wagowych w stosunku do spoiwa,

3. pył aluminiowy - 0,2% wagowych w stosunku do spoiwa,

W

4. woda zarobowa o stosunku — = 0,4

Otrzymany środek charakteryzuje się następującymi parametrami:

- przyrost objętość Ve = 80%,

- czas przetłaczalności tp = 8 minut,

- czas ekspansji tE = 12 minut,

- gęstość pozorna po ekspansji 0 = 0,97 G/cm3

Przykład ΙΠ. Środek zawiera w swoim składzie:

1. spoiwo,

2. proszek cynkowy w ilości 0,20% wagowych w stosunku do spoiwa,

W

3. woda zarobowa o stosunku — = 0,4 i zawierająca 5% wagowych NaCl, przy czym w skład spoiwa wchodzi cement portlandzki w ilości 25% wagowych oraz żużel granulowany w ilości 75% wagowych.

Otrzymany środek charakterzuje się następującymi parametrami:

- przyrost objętości Ve = 52%,

- czas przetłaczalności tp = 30 nunut,

- czas ekspansji Ee = 60 mmirt,

- gęstość pozorna po ekspansji o= 1,1 G/cm3.

163 027

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Środek do wypełniania pustek i szczelin wokół podziemnych wyrobisk górniczych, znamienny tym, że zawiera granulowany żużel wielkopiecowy w ilości 25 - 100% Wagowych i cement portlandzki w ilości 0 - 75% wagowych jako spoiwo oraz aktywator w ilości 0 - 15% wagowych w stosunku do spoiwa, a także proszek glinowy w ilości 0,02 - 0,3% wagowych w stosunku do spoiwa lub poroszek cynkowy w ilości 0,04 - 0,5% wagowych w stosunku do spoiwa, a ponadto wodę zarobową w ilości odpowiadającej wskaźnikowi wody do

   W spoiwa — = 0,3 - 0,6 oraz popiół lotny z elektrowni w ilości 0 - 75% wagowych w stosunku do spoiwa.
2. 2. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że jako aktywator alkaliczny zawiera NaOH i/lub NaiCCb lub szkło wodne o module krzemianowym 1,1 - 2,5.
3. 3. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że woda zarobowa zawiera 0-10% wagowych NaCl.