Крепь капитальных выработок

 

КРЕПЬ КАПИТАЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК, включающая кольцевые наружный жесткий и внутренний податливый слои, причем податливьш слой выполнен из вязко-пластичного материала, отличающая ся тем, что, С целью обеспечения регулировки воздействия на крепь горного давления и снижения эксплуатационных расходов, в жестком слое крепи выполнены свозные отверстия, диаметр которых определяется по формуле n-d.j m S D-UL где 100 me200; П - количество отверстий в поперечном сечении жесткого слоя; d напряжение на границе податливого и жесткого слоев крепи (нагрузка на жесткий слой), Па; d диаметр отверстия в жестком слое, м; S толщина жесткого слоя, м; f - плотность податливого слоя, (Л v - коэффициент динамической .вязкости , D - внешний диаметр жесткого слоя, м; и - скорость радиального смещения горного массива, м/с; L - расстояние (шаг) вдоль выработки между сечениями с отверстиями .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) 1(51) Е 21 D 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСЗЯАРСТВЕКНЫИ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛ М ИЗОВРЕТЕНИЙ И ОЧКРЫТИй

И ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3446199/22-03 (22) 03.06.82 (46) 15.03.85. Бюл. У 10 (72) Э.Ф. Житков, Д.И. Шеховцов, А.С. Малахов, Г.Э.. Качан, A.Н. Береснев, П.П. Ногин и В.С. Лейтес (71) Белорусский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института галургии (53) 622.281.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 291071, кл. Е 21 D 11/14, 1970. . 2. Авторское свидетельство СССР

11 898082, кл. Е 21 D 11/00, 1982. (54)(57) КРЕПЬ КАПИТАЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК, включающая кольцевые наружный жесткий и внутренний податливый слои, причем податливый слой выполнен из вязко-пластичного материала, . отличающаяся тем, что, с целью обеспечения регулировки воздействия на крепь горного давления и снижения эксплуатационных расходов, в жестком слое крени выполнены свозные отверстия, диаметр которых определяется по формуле где 100 < m 6200;

n — - количество отверстий в поперечном сечении жесткого слоя;

> о — напряжение на границе податливого и жесткого слоев крепи (нагрузка на жесткий слой), Па;

d — диаметр отверстия в жестком слое, м;

$ — толщина жесткого слоя, м; — плотность податливого слоя, / з. — коэффициент динамической .вязкости, м /с;

D — внешний диаметр жесткого слоя, м;

U — - скорость радиального смещения горного массива, м/с;

L — расстояние (mar) вдоль выработки между сечениями с отверстиями.

1145145

nd 3

53 )JUL, 55

Изобретение относится к горному делу, в частности к искусственным сооружениям, а именно к сплошным с замкнутым контуром монолитным податливым двухслойным крепям, преимущест- 5 венно используемым в капитальных выработках длительного срока службы в условиях ползучести горных пород, и может найти применение для крепления подземных горных выработок.

Известна крепь, податливый слой которой выполнен из снимающегося пеноматериала Я .

Недостатком такой крепи является то, что по мере сжатия пеноматериала i>5 сопротивление возрастает. Цозможно преждевременное локальное возрастание нагрузки на жесткий слой, что приводит к неравномерности распределения нагрузки по контуру и прежде- 20 временному разрушению жесткого слоя.

Известна крепь капитальных выработок, включающая кольцевые наружный жесткий и внутренний податливый слои, причем податливый слой 25 выполнен иэ вязко-пластичного материала j2) .

Недостатками данной крепи являются сложность конструкции, заключающаяся в наличии специальных элас- З0 тичных резервуаров и клапанов, а также высокие эксплуатационные расходы, связанные с разрушением жесткого слоя в связи с высокой степенью вероятности повреждения эластичных резервуаров и/или выходом из строя клапанов.

Цель изобретения — обеспечение регулировки воздействия на крепь горного давления и снижение эксплу-, атационных расходов.

Указанная цель достигается тем, что в крепи капитальных выработок, включающей кольцевые наружный жест45 кий и внутренний податливый слои, причем податливый слой выполнен из вязко-пластичного материала, вжестком слое крепи выполнены сквозные отверстия диаметр которых определя9

50 ется по формуле где. ш 100 шь200; и — количество отверстий в поперечном сечении жесткого слоя;

2 б — напряжение на границе подат-, ливного и жесткого слоев крепи (нагрузка на жесткий слой), Па;

d — диаметр отверстия в жестком слое, м;

S — толщина жесткого. слоя, м; — плотность материала податливого слоя, кг/м ; — коэффициент динамической вязкости, м /с;

D — внешний диаметр жесткого слоя, м;

U — - скорость радиального смещения горного массива, м/с; расстояние (шаг) вдоль выработки между сечениями с отверстиями, м.

На чертеже показана двухслойная крепь, общий вид.

Крепь состоит из жесткого слоя 1 с расположенными в нем отверстиями

2 и податливого слоя 3, образованного контурами жесткого слоя и горного массива и выполненного из вязкопластичного материала. Между жестким и податливым слоем находится опалубка 4,которая служит только для возведения податливого слоя и его удержания до возведения жесткого слоя. Количестно выпускных отверстий,их диа-.. метр и месторасположение определяются таким образом, что движение пластического материала через отверстие происходит при определенном давлении . в податливом слое.

Крепь работает следующим образом.

Под действием неравномерно смещающегося контура пород 5 происходит уменьшение объема, занимаемого податливым слоем 3, выполненным из вязкопластического материала. Податливый слой, обладая свойством текучести, перемещается в занимаемом им объеме из мест концентрации давления в места с более слабым давлением. Перераспределение материала по объему происходит при возрастании давления от первоначального до заданного допустимого на жесткий слой.

При достижении давления в податливом слое, соответствующего заданной нагрузке на жесткий слой, сопротивление выдавливанию вязко-пластического материала будет преодолено. Вязко-пластический материал начнет вытекать через отверстия.

До этого момента равномерно распределенная нагрузка на жесткий слой

1145145

Составитель Л. Березкина

Редактор И. Ковач Техред Л.Микеш Корректор С. Шекмар

Заказ 1139/26 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 возрастет во времени, при вытекании материала через отверстия она стабилизируется и остается постоянной на срок службы крепи.

По сравнению с прототипом при установке предлагаемой крепи затраты времени сокращаются почти в два раза, Эксплуатационные расходы, связанные с большей надежностью предлагаемой конструкции по сравнению с использованием клапанов и эластичных резервуаров в прототипе, снижаются на 20%.