Комбинированная крепь шахтного ствола

Авторы патента:

Изобретение относится к строительству шахтных стволов в сложных гидрогеологических условиях с применением способа замораживания горных пород. Целью является обеспечение надежности работы крепи в условиях переслаивания водоносных с водоупорными породами, а также обеспечение работоспособности узла 5 податливости после тампонажных работ. Крепь включает телескопическую тюбинговую ко и (Л со ГС 00 го ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Е21 D5 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф(Fð у. я g д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ИЬ 1ИОТЕИА

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 И

15 15 10

11 б

7 га (21) 3984965/22-03 (22) 02.12.85 (46) 07.07.87. Бюл. № 25 (75) А. В. Топорков, А. Д. Мишедченко и О. П. Борисов (53) 622.283.65 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 977685, кл. Е 21 В 17/08, 1982.

Лось И. Ф.. Клеев И. В., Бергер Б. Б. и Мишедченко А. Д. Основные технические решения проекта сооружения стволов Яковлевского рудника. вЂ” Шахтное строительство.

1981. № 4, с. 8 вЂ” 14, рис. 4..SU,» 1321822 А1 (54) КОМБИНИРОВАННАЯ КРЕПЬ ШАХТНОГО СТВОЛА (57) Изобретение относится к строительству шахтных стволов в сложных гидрогео. логических условиях с применением способа замораживания горных пород. Целью является обеспечение надежности работы крепи в условиях переслаивания водоносных с водоупорными породами, а также обеспечение работоспособности узла 5 податливости после тампонажных работ. Крепь включает телескопическую тюбинговук ко1321822 лонну, состоящую из тюбинговых колец 2, 4, 6. С внешней стороны колец 2 расположен бетонный слой 3 и размещенный под телескопическим соединением узел 5 податливости. Он выполнен из охватывающего слой

7 податливого материала кольцевого элемента в виде обоймы 8 с верхней конической частью. Обойма 8 размещена с возможностью герметичного примыкания к элментам колонны. Между кольцами 4 и 6 размещен уплотнительный элемент 10, в зоне которого размещены клапаны 17 предель1

Изобретение относится к строительству шахтных стволов в сложных гидрогеологических условиях с применением способа замораживания горных пород.

Целью изобретения является обеспечение надежности работы крепи в условиях переслаивания водоносных с водоупорными породами, а также обеспечение работоспособности узла податливости после тампонажных работ.

На чертеже изображена комбинированная крепь шахтного ствола.

Комбинированная крепь шахтного ствола составляет собой телескопическую тюбинговую колонну, размещенную в выработке 1 и включающую тюбинговые кольца 21 (тюбинги), бетон 3 с внешней стороны тюбингов 2, верхнее кольцо 4 (тюбинги) вертикального узла 5 подталивости, нижнее кольцо 6 (тюбинги) узла 5 податливости, слой 7 податливого материала, заключенного в сталебетонную обойму 8 (кольцевой элемент), опирающуюся на тюбинговые кольца 2 и 4. Для равномерной передачи давления от тюбингов 4 на слой 7 податливого материала предусмотрен бетонный буфер 9. Между тюбинговыми кольцами 4 и 6 помещается резиновый уплотнитель 10, опирающийся на выступ 11 тюбинга 6. Конусообразная форма бетонного буфера 9 с заострением в верхней части позволяет прн осадке тюбингов 4 увеличивать плотность гидроизоляции стыка тюбингов 4 и 6, преграждая доступ гидростатичоского давления к слою уплотнителя 10. Существенной преградой гидростатическому давлению является сталебетонная обойма 8, особенно как водопреграда, в период оттаивания педопородного ограждения и при тампонаже, когда цементный раствор с талой водой под давлением насыщает слой 7 податливого материала, уменьшая его податливость.

Предлагаемая комбинированная крепь с узлом податливости работает следующим образом.

40 ного давления. Кольца 6 выполнены с выступами 11. Через пробуренные скважины тампонируют оттаявший слой горных пород

Тампонаж выполняется вокруг слоя 7. В процессе водопонижения кольцо 4 скользит по выступу 11 вдоль обоймы 8 и выдавливает материал слоя 7. Разгерметизация крепи предотвращается клапаном 17, что позволяет выполнять стенки обоймы 8 из материала, хорошо работающего на сжатие, но обладающего малой прочностью на растяжение. 1 ил.

После оттаивания на глубину до 1 м внутренней зоны 12 ледопородного ограждения

13, сформированного с помощью замораживающих колонок 14 в массиве горных пород

15, вывинчивают из тюбингов 2 пробки 16, бурят скважины (не показаны) через бетонный сло" 3, через которые тампонируют оттаявший слой 12 горных пород под давлением 2 вЂ” 8 МПа. Пробки 16 в тюбингах 2 вывинчивают таким образом, чтобы тампонаж выполнялся за пределами обоймы 8 вокруг податливого материала 7. После отверждения тампонажного раствора оттаивают оставшуюся часть ледопородного ограждения 13 и осуществляют ликвидационный тампонаж (за пределами обоймы 8).

При осадке пород 15 в процессе водопонижения тюбинг 4 скользит по выступу 11 тюбинга 6 вдоль обоймы 8, раздавливая материал 7, одновременно сжимая воздух, находящийся внутри обоймы 8. При этом герметичность примыканий обоймы 8 к тюбингам

2 и 4, ослабленная в период тампонажа при температуре около 0 С ввиду малых давлений, в дальнейшем при повышении температуры увеличивается с ростом давлений

В этих условиях возрастает роль клапана

17 предельного давления. Если сжатому воздуху, находящемуся в обойме 8, не дать выход, то под влиянием больших вертикаьных нагрузок он может разгерметизировать крепь. Для устранения этого крепь в зоне уплотнительного элемента 10 снабжена клапаном 17 предельного давления, помещенного на трубке 18. Клапан 17 предельного давления рассчитан таким образом, чтобы в стенках обоймы 8 образовывались только напряжения сжатия, т.е. внутренние давления в обойме 8 должны быть меньше внешних давлений на него. Это позволяет стенки обоймы 8 выполнять из материала, хорошо работающего на сжатие, но обладающего малой прочностью на растяжение, например из бетона, чугуна и т.п.

Размещением узла податливости в зоне, почвы 19 пласта водоупорных пород на кон1321822

Формула изобретения

Составитель А. Королев

Редактор И. Шулла Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 2730/22 Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 такте с водоносными породами 20 создаются для узла максимально благоприятные условия работы с защитой его от обводнения.

Комбинированная крепь шахтного ствола. содержащая телескопическую тюбинговую колонну с уплотнительным элементом, внешний бетонный слой и размещенный под тел скопическим соединением узел подталивости, включающий слой податливого материала и охватывающий его кольцевой элемент, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения надежности работы крепи в условиях переслаивания водоносных с водоупорными породами, а также обеспечение работоспособности узла подталивости после тампонажных работ, кольцевой элемент выполнен в виде обоймы с верхней конической частью и размещен с возможностью герметичного примыкания к элементам телескопической тюбинговой колонны, причем узел

10 податливости снабжен клапанами предельного давления, размещенными в зоне уплотнительного элемента.

Металлическая тюбинговая крепь для скатов // 956798

Способ возведения сталебетонной крепи горных выработок // 861614

Крепь для горных выработок // 848651

Металлический тюбинг для креплениягорных выработок // 796432

Тюбинговая крепь шахтных стволов // 717352

Устройство для перекрытия закрепного зазора тюбинговой колонны вертикальных стволов // 618556

Крепь для горных выработок // 613109

Тоннель для станции метрополитена // 505806

Способ изоляции тампонируемого пространства // 443985

Крепь для подземного сооружения // 2136885

Изобретение относится к креплению подземных сооружений

Тюбинговая крепь // 2229603

Изобретение относится к креплению горных выработок и может быть использовано в устройствах, применяемых для этих целей, в частности в тюбинговой крепи

Тюбинговое кольцо для крепления вертикальных стволов горных выработок // 2436959

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для креплении подземных горных выработок

Тюбинговая крепь для углеспусков // 2066761

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для крепления восстающих выработок при разработке мощных пластов крутого падения

Металлическая крепь скатов // 1469147

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и м.б

Тюбинговая крепь для скатов // 1550153

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для крепления восстающих горных выработок (скатов), возводимых и поддерживаемых в закладочном массиве при разработке мощных крутых угольных пластов

Тоннельное тюбинговое кольцо для подземных сооружений метрополитена // 2534126

Изобретение относится к устройствам для крепления подземных горных выработок, проходимых кессонным способом при строительстве метрополитенов. Технический результат направлен на обеспечение перевязки тюбинговых колец, снижение трудоемкости планирования горизонтального участка в тоннеле, улучшение гидроизоляции тюбингового кольца, а также упрощение процесса монтажа крепи. Тоннельное тюбинговое кольцо включает чугунную обделку тоннеля, собранную из ряда соединенных между собой металлических тюбингов, выполненных каждый в виде цилиндрических сегментов, соединенных между собой через отверстия болтовыми соединениями. На внутренней поверхности спинки каждого сегмента выполнены внутренние круговые ребра жесткости, образующие внутренние кессоны. Кольцо снабжено лотковым блоком, состоящим из железобетонной части и металлической лотковой плиты, выполненной в виде коробкообразной чугунной отливки прямоугольного профиля и чугунного тюбинга. Чугунная лотковая плита имеет плоскую спинку прямоугольной формы, переходящую в радиальные борта с образованием двух внутренних кессонов. В бортах указанных кессонов выполнены отверстия, через которые упомянутая плита соединена при помощи болтовых соединений с гидроизоляционными и прижимными шайбами, как с чугунными тюбингами собственного кольца, так и с лотковой плитой. На параллельных и радиальных бортах выполнены чеканные канавки для последующего уплотнения стыков соединений плит. 3 з.п. ф-лы, 13 ил.

Тюбинговая крепь для восстающих выработок // 2553701

Изобретение относится к горному делу и может использоваться для крепления восстающих выработок (ходовых и вентиляционных печей), пройденных для подготовки выемочных участков при разработке крутых угольных пластов. Задачей является создание такой тюбинговой крепи, которая позволит эффективно ее применять при высоких нагрузках и многократном использовании. Тюбинговая крепь включает ограждающую часть с уголками и пластинами. В качестве ограждающей части использована металлическая сетка. К нижнему уголку, выполненному в соответствии с диаметром скважины, с одной стороны закреплен боковой уголок, а с другой - прямоугольная пластина, к которым сверху и в средних частях также прикреплены пластины. В месте их соединения установлен стержень с шарниром. 4 ил.

Крепь для подземных сооружений // 2575945

Изобретение относится к горному делу, а именно крепи для подземных сооружений типа шахтных стволов. Технический результат заключается в повышении водонепроницаемости крепи подземных сооружений. Технический результат достигается тем, что крепь включает тюбинги, сопрягаемые между собой по горизонтальным и вертикальным фланцам посредством болтовых соединений, и уплотнительные прокладки между тюбингами, поверхности фланцев, герметично скрепляемые с уплотнительными прокладками, и поверхности фланцев, не скрепляемые с уплотнительными прокладками. При этом поверхности фланцев, не скрепляемые с уплотнительными прокладками, выполнены рифлеными. Уплотнительные прокладки расположены на поверхностях фланцев, противоположных рифленым поверхностям, и выполнены из гидрофильного упругого материала, саморасширяющегося при уменьшении нагрузки. 2 ил.

Тюбинг для крепления шахтных стволов // 2580108

Изобретение относится к горнодобывающим отраслям промышленности и предназначено для крепления капитальных горных выработок, преимущественно глубоких вертикальных шахтных стволов, в сложных горно-геологических и гидрогеологических условиях. Технический результат заключается в повышении равнопрочности конструкции тюбинга, эксплуатационной надежности, повышении технологичности сборки тюбинга в тюбинговое кольцо и улучшении условий равномерного распределения бетонной смеси по всем полостям между спинками тюбинга. Тюбинг для крепления шахтных стволов выполнен в виде сегмента из двух концентрически расположенных цилиндрических спинок, при этом спинки соединены между собой опорно-столбчатыми элементами, равномерно расположенными между спинками. На спинках выполнены отверстия для проведения контрольного тампонажа и для нагнетания бетонной смеси между спинками, а в опорно-столбчатых элементах выполнены отверстия для установки клиновых стяжек при монтаже тюбингов в кольцо. 2 ил.