Свойства быстродействующих смесей, используемых для возведения околоштрековых полос и заполнения закрепного пространства

Длительная прочность. В табл. 7.16 и 7.17 приведены данные о технологических свойствах твердеющих смесей, применяемых в шахтах для возведения околоштрековых полос и заполнения закрепного пространства. Зернистые смеси (см. табл. 7.16) в настоящее время используются только при пневматической технологии укладки. Порошкообразные (с крупностью частиц менее 1 мм) смеси (см. табл. 7.17) могут укладываться как при пневматической, так и при гидромеханической технологии.

Зернистые смеси обладают гранулометрическим составом, характеризующимся наибольшей плотностью упаковки зерен. Они отличаются тем, что быстро набирают прочность при затвердевании. Большинство порошкообразных смесей набирают прочность значительно медленнее.

Одно из требований лаборатории рудничной крепи и механики горных пород к материалам для возведения околоштрековых полос и заполнения закрепного пространства заключается в том, чтобы материал обладал пределом прочности на сжатие не менее 5 МПа через 5 ч после схватывания, не менее 10 МПа через 12 ч и окончательным не менее 20 МПа. Этому требованию соответствуют почти все зернистые смеси и некоторые порошкообразные.

Повысить скорость затвердевания смесей можно путем введения химических добавок, снижающих потребность в воде для затворения или обеспечивающих мгновенное схватывание. Такими добавками являются, например, углекислый натрий и хлорид кальция.

При гидромеханической технологии укладки смеси улучшения прочностных свойств затвердевшего материала можно обеспечить путем перемешивания суспензии. Благодаря быстрому и энергичному перемешиванию имеется возможность при оптимальной его продолжительности 2—3 мин достичь весьма высокой текучести, наибольшей прочности и наименьшей усадки раствора при схватывании. При достаточно продолжительном и очень быстром перемешивании можно даже превратить раствор в пасту. Образцы затвердевшего материала, взятые из околоштрековых полос и из закрепного пространства, по прочностным» свойствам мало отличались от лабораторных образцов.

Наряду с желаемой высокой прочностью на сжатие большое значение имеет удельный расход смеси на 1 м3 заполняемого объема. Этот показатель зависит от формы зерен смеси и отношения «вода—твердое» и определяет стоимость материала.

Оценка абразивности. Лабораторией рудничной крепи и механики горных пород разработана простая методика определения абразивности твердеющих смесей по отношению к материалу труб и гибких рукавов. Этой методикой предусматривается, что быстровращающийся стержень, изготовленный из определенного материала, в течение 2 ч автоматически медленно погружается в исследуемую смесь и извлекается из нее. Стержень взвешивают до и после испытаний. Уменьшение массы стержня является мерой абразивности смеси. Стержень должен быть изготовлен из того материала, который на практике подвергается истиранию потоком смеси. По истиранию стержня можно судить об абразивности исследуемой смеси; в частности, имеется возможность сравнить абразивность различных смесей. В табл. 7.16 и 7.17 приведены данные о результатах таких испытаний по отношению к стали St 50 и материалу гибких рукавов CK 45. Величину истирания материала различными смесями соотносят с показателем, полученным при испытаниях смеси из природного ангидрита. При транспортировании смесей гидравлическим способом на степень износа трубопроводов можно влиять изменением отношения «жидкое — твердое».