Набрызгбетонная крепь и опалубки (часть 1)

Набрызгбетонная крепь в последнее время все более широко применяется для поддержания горных выработок. Она проста в возведении, легко поддается механизации, надежна в работе. Применение набрызгбетона позволяет уменьшить сроки сооружения выработок, снизить стоимость и увеличить срок службы.
В зависимости от горно-технических и горно-геологических условий набрызгбетонная крепь служит в качестве изолирующей, ограждающей и несущей. При необходимости эта крепь может быть усилена анкерами и металлической сеткой. Выбор того или иного типа набрызгбетонной крепи зависит от характера проявлений горного давления в конкретных условиях.
Набрызгбетон содержит заполнитель с крупностью зерен до 25 мм и ускоряющие твердение добавки. Его наносят на поверхность выработки с помощью специальных пневматических укладчиков (машин) слоями толщиной до 10—30 мм и менее. Согласно СНиП, минимальная толщина для горизонтальных выработок — 3 см.
По типовым паспортам крепления горных выработок для рудников цветной металлургии набрызгбетонная крепь рекомендуется для крепких трещиноватых или легковыветривающихся пород с f≥7 для предотвращения вывалов и выветривания пород. Толщина крепи принята одинаковой по всему периметру и в зависимости от крепости пород находится в пределах 3—6 см. Толщину крепи следует определять расчетом в зависимости от величины нагрузки.
Набрызгбетон отличается большой плотностью, водонепроницаемостью и высокой прочностью. Предел прочности набрызгбетона при сжатии составляет 40—70 МПа, а предел прочности при изгибе 8—15 МПа. При изготовлении 1 м3 готовой бетонной смеси расходуется 400—430 кг цемента прочностью 40—50 МПа.
В качестве ускоряющих твердение добавок применяют ОЭС (тонкомолотый алюминистый спек) в количестве 2—5% от массы цемента. При набрызге стремятся к тому, чтобы обеспечить минимальное водоцементное отношение, равное 0,37—0,4.
Типовыми паспортами крепления выработок для рудников цветной металлургии предельная прочность набрызгбетона принята равной 40 МПа. Для получения набрызгбетона рекомендуется использовать цемент и песок в соотношении от 1:3 до 1:5. Толщина слоя набрызгбетонной крепи принимается в зависимости от коэффициента крепости пород: при f=7÷9 толщину крепи принимают равной 4...6 см; при f=10÷ 12 — 3...4 см; при ÷>12÷2...3 см.
При прямоугольно-сводчатой форме выработки, если ширина ее менее 6 м и породы склонны к отслаиванию, толщину набрызгбетонной крепи определяют по формуле

где qн — интенсивность нормативного давления со стороны кровли, которую рассчитывают по формуле (12.3), Па; [σр] — расчетное сопротивление набрызгбетона растяжению при прочности 40 и 50 МПа равное соответственно 1,4 и 1,6 МПа; mб — коэффициент условий работы, равный 0,85 для неармированного набрызгбетона и 1,0 — для армированного.
Окончательно толщину набрызгбетона принимают равной не менее 30 мм. При расчетной толщине более 70 мм переходят к применению комбинированной крепи — набрызгбетона в сочетании с анкерами.
Для возведения крепи из монолитного бетона используют пневмобетоноукладчики и опалубки. Основными элементами пневмоукладчиков являются нагнетатель, бетоновод и ресивер.