Железобетонный тюбинг для крепления горных выработок

 

I. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ ТЮБИНГ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВБ1РАБОТОК , содержащий несущую криволинейную плиту с внешними ребрами жесткости по периметру плиты, продольную и поперечную арматуру, кессоны в промежутках между ребрами жесткости и узлы податливости , отличающийся тем, что, с целбю поньипсипя несун1ей способности и надежности крепи, оп выполнен с поперечными промежут ( ребрами жесткости, а узлы податливости выполнены в виде двух контактирующих пластин, расположенных в промежуточном ребре жесткости в поперечном сечении от егч) внешнего торца до арматуры, в продг)льном - на всю длину ребра. 2.Тюбинг по п. 1, отличающийся тем, что пластины выполнены в поперечном сечении криполиней|П:)1ми радиусом не ниже 0,7 толщины тюбинга. 3.Тюбинг но пп. 1 и 2, отличающийся тем, что пластины выполнены из уиругопластичного материала и со стороны контакта покрыты антифрикционной смазкой. 4.Тюбинг по пп. I-3, отличающийся тем, что арматурные стержни под промежу (Л точным ребром усилены изогнутыми дополни тельными стержнями. 5.Тюбинг по пп. 1-4, отличающийся тем, что кессоны тюбинга заполнены пористым материалом.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1112124 А з сю Е 21 D !I 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

f с

i р, .

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

10 10 71 4

12

Quz, 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3581556/22-03 (22) 20.04.83 (46) 07.09.84. Бюл. № 33 (72) М. Б. Устюгов, В. Н. Власов, B. К. Ширяев, П. Т. Гайдин, В. С. Лялько, В. М. Кирпиченко, А. Е. Умнов и Ж. Г. Мухин (7l ) Таштагольское рулоуправление Про., изводственного объединения «Сибрула» и

Институт горного дела Сибирского отделения

АН СССР (53) 622.281.5 (088.8) . (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 616415, кл. Е 21 D 11/10, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 629346, кл. F 21 D 11/08, 977 (прототип). (54) (57) I. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ Т!ОБИНГ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, содержащий несущую криволинейную плиту с внешними ребрами жесткости по периметру плиты, продольную и поперечную арматуру, кессоны в промежутках межлу ребрами жесткости и узлы податли BocTH, отличающийся тем, что, с целвю повынгення несущей сиосрбностн и палс жности крепи, он выполнен с поперечными промежуточнымн ребрами жесткости, а узль> floлнтлнво TH выполнены в виде лву» контактирукпни» пластин, расположенн»к» в промежуточном реб>ре жесткости в поперечном сечении (>T его внешнего торна ло арматуры, в продольном - — на вск> ллину ребра.

2. Т>обинг по и. 1, отгичающийся тем, Г что пластины выполнены в попере >ном сечении криволинейными радиусом не ниже 0,7 толщины т>обинга.

3. Тюбинг но пп. 1 и 2, отличающийся тем, что пластины выполнены из унругопластичного материала и со сторонь> контакта покрыты антифрикционной смазкой.

4. Тюбинг по пп. — 3, oTëï÷àþùèéñÿ тем, что арматурные стержни под промежуточным ребром усилены изогнутыми дополни тельными стержнями.

5. Тюбинг по пп. 1 — 4, отличающийся тем, что кессоны тюбинга заполнены пористым материалом.

II!2124

Изобретение. относится к горному делу, а именно к креплению сборным железобетоном подземных горных выработок.

Известна подлтливал крегь из монолитного бетона. включающая грузонесущую обо--; лочку и элемент податливости, выполненныи в виде полостей, расположенных по пер11четру внешнего контура крепи fl).

Недостатками данной конструкции являютсл ограниченные податливость H несущ"-.Н способность в условиях повы1непного диня-1О мического горного давления.

Наиболее близким к изобретению Hî TE õнической сущности и достиглемох1у результату является железобетонный тюбинг для крепления горных выработок, годер кащий несущую криволине11ную плиту с внешними ребрами жесткости по периметру плиты, продольную и поперечную арматуру, кессонь1 в промежутках между ребрами жесткрсти и узлы податливости !2).

Однако для известного тюбинга харак- _#_ терны недостаточные несущая cfloco611()cTI и надежность.

Целью изобретен и я я вл яется новы пц. н не несущей способности и надежности крепи.

Указанная цель достигается тем, что же25 лезобетонный тюбинг для крепления горнь1х выработок, содержащий 11есу1цу1о криволинейную плиту с внешними ребрами жесткости по г1ериметру плиты, продольную и поперечную арматуру, кессоны и промежутках ,между ребрами жесткости и узлы податливости, выполнен с поперечными промежуточными ребрами жесткости, а узлы податливости выполнены в виде двух контактирующих пластин, расположенных в промежуто-1ном ребре жестко TH в поперечноAI сечении от его внешнего торца до лрмл-1уры, в продольном — на вс1о длину ребра.

Кроме того, пластины выполнены в 110перечном сечении криволинейными радиусами не менее 0,7 толщины тюбинга.

При этом пластины выполнены из упругопластичного материала и со стороны контакта.покрыты антифрикционной смазкой.

Лрматурцые стержни под промежуточным ребром усилены изогнутыми дополнительнь1ми стержнями, а кессоны тюбинга заполнены пористым материзлом. 1г

Нл фиг. 1 и 2. показана принципиальная схема выполнения железобетонного тюбин- гл для крепления горных вь1работок, поперечный разрез; нз фиг. 3 — то же, вид в пла не.

Железобетонный тюбннг для крс пле1сия 50 горных выработок состоит из несущей криволинейной плиты I, оконтуренной по периметру ребрами 2 жесткости и разделенной внутренними ребрами 3, образующими кессоны

4, направленные к вмеща1ощим выработку породам.

54;

Несущая плита по толщине тюбинга и по характеру воспринимаемых нагрузок дезится на внутреннюю рàcтягивающуюся 5 и внешнюю сжимающуюся б зоны, граничащие между собой по нейтральному слою (условно показан штрихпунктирной линией).

В растягивающейся зоне 5 расположен арматурный каркас 7, к которому приварены закладные элементы, включающие проушины 8 для соединения тюбингов по периметру выработки, монтажные проушины 9 для сборки тюбингов и соединения между собой по длине выработки, а также пластины !О, образующие опорные поверхности скольжения, расположенные в сжимающейся зоне б вплоть до нейтрального слоя.

Пластины 10 привариваются к арматурному каркасу 7 в требуемом положении прутками I1, параллельно которыM и ни ке их при. влрсны изо1нуTble стержни 12.

Для у11рощения закладки закрепленного пространства в подземных условиях кессонная часть тюбинга и выше ее на величину не менее 1/3 тол щи ны тюбинга в за во дских ус Iof3HHx мо кет быть заполнена пористым податливым материалом !3.

Железобетонный тюбинг изготавливается в заводских условиях, например; по следую1цей тех нологни, которая может включать виброударное уплотнение бетонной смеси при формовании тюбицгл. К изготовленному нл свлр0 и1ом аппарате арматурному каркасу 7 дополнительно привариваются tlðоущипы 8 и 9, узел опорно-скользящих пласП1н 10 через прутки I I и изогнутые стержни 12 Ilo;I меcTo размещения пластин.

Окончательно оборудованный арматурный каркас укладывастсл в форму с верхним расположениеM кессонов, которая заполняется бетонной см chII> и покрывается активным вибропригрузом для уплотнения смеси и придл11ия тюбингу требуемой формы.

После формирования грузонесу1цей констпукции тюбингл убирается вибропригруз и формованная кесонная поверхность тюбии! га заполняется пористым податливым материалом, который уплотняется пригрузом без кессонообразователей, после чего тюбинг поме1цлется в пропарочную камеру.

Железобетонный тюбинг работает следующим образом, Собранные в кольца по периметру выработки тюбинги скрепляются болтами через проушины 8 и 9, образуя мно1озвеньевую шлрнирноподатливую крепь с цилиндрическими стыками между собой, которые обеспечивают центральную передачу усилий при неравномерных нагрузках. Для обеспечения большей уодатливости за счет разворота тюбингов не только в местах стыковки, но и по всей длине тюбинга, предусматривается создание фиксированных мест поворота элементов тюбинга путем установки спаренных опорно-скользящих пластин, выполненных, например, из упруго-пластичного материала (металл, резина, дерево и т. п.) и покрытых по плоскостям скольжения антифрикционной смазкой. Таких фик-, lll2I24

Фих 2

Фиг. 3

Составитель Л. Березкина .

Редактор И. Николайчук Техред И. Верес Корректор Л. Пилйпеико

Заказ 6056/22 Тираж 435 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений н открмтнй

I l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскан наб., д. 4/5

Филиал ППП Патента, г. Ужгород, ул. Проектнан, 4 сированных мест поворота B тюбннге может быть одно и более с задачей обеспечения поворота элементов в тюбинге по плоскостям скольжения при знакопе ременном деформнрованнн, а также прн нагрузках, превышаю- 5 щих прочность продольной арматуры на разрыв. При этом во избежание полного разделения тюбннга на элементы предусмотрены изогнутые стержни l2, обеспечивающие .целостность тюбинга прн значительном его деформнрованнн внутрь выработки н наобо 0 рот, прн переда .е усилий. направленных в сторону вмещающих пород, элементы тюбинга имеют возможность поворота в пластинах IO беэ разрыва арматурного каркаса 7.

Радиус кривизны пластин 10 цилиндрического шарнира выбран нз условия обеспечения наибольшей плошади опорного контакта тюбингов между собой при максимально возможных углах поворота тюбннгов н нх элементов олин относительно дру- 20 гого без нарушения конструкцнонной прочности.

Увеличение числа цилиндрических шарниров, в том числе конструктивно встроенных в тюбннгн, повышает степень свободы крепи в целом и позволяет значительно изменять под нагрузкой конфнгура цию без нарушения целостности н с сохранением не11 суц ей способности в условиях неравномер; ного горного давления и больших деформа- ций.

Для эффективной работы крепи в условиях динамических воздействий в конструкции железобетонного тюбннга предусмотрен податливый слой, например, нз карбомидного пенопласта, способного сжиматься в

1,5 — 2 раза под нагрузкой 80 — 95% несущей способности крепи н обеспечивать ее податливость до IOO мм, что особенно важно для обеспечения .плавной н равномерной передачи удзра на крепь. Шарнирное соединение тюбннгов и нх секций между собой в сочетании с податливым слоем позволяет выравнивать местные напряжения вокруг выработки за счет перехода упругих деформаций пород в неупругие. который сопровождается переводом массива нэ двухосного в. трехосное напряженное состояние, повышая

его сопротивляемость разрушению. Эффективность изобретения определяется прежде всего повышением безопасности работ в выработках, пройденных в удароопасных

Массивах

Применение предлагаемого тюбннга по сравнению с иэвестнымн позволяет значительно увеличить несущую способность и надежность крепи в сложных условиях работы.