Способ проведения и поддержания горной выработки и металлическая податливая рамная крепь для его осуществления

 

Изобретение относится к горному делу и позволяет снизить затраты на поддержание выработок /В/ путем исключения опережающего действия боковых деформаций над вертикальными и обеспечить нарастающее сопротивление крепи по мере роста деформации. При выемке горной массы в боках В образуют разгрузочные полости /РП/ глубиной 1/7-1/9B и высотой 1/3H, где B и H - соответственно максимальная ширина и высота В. Из измельченной породы в РП формируют демпферные подушки 17 и закрепляют их на всю высоту бутовой стенкой 18. На рамах крепи устанавливают железобетонную затяжку 19, оставляя на уровне РП промежутки для выпуска пучащей породы. На почву В укладывают поперечный составной податливый лежень /ПЛ/ 10 с усиленным участком с распором нижних концов 5 стоек крепи. Элементы спецпрофиля ПЛ 10 соединены внахлест замками податливости. Зона нахлеста на ПЛ 10 выполнена размером не менее 1/4 ширины В. Усиленный участок ПЛ 10, образованный зоной нахлеста, располагают в зоне максимального проявления пучения почвы. Вне зоны нахлеста на ПЛ 10 нанесен фрикционный состав. Со стойками крепи ПЛ 10 соединен башмаком в виде опорной пяты с выступом, жестко закрепленной с нижней стороны ПЛ 10. На верхней поверхности пяты размещен фиксатор. Зазор между стенками спецпрофиля фиксатора и выступом равен по ширине стенке спецпрофиля стойки 4,5. Демпферная подушка 17 обеспечивает нарастающее сопротивление боковым деформациям, задерживая их опережающее действие по сравнению с вертикально направленными деформациями в результате сил пучения. 2 с.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„1587203 A 1 (51)5 Е 21 D 11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ И МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ПОДАТЛИВАЯ РАМНАЯ

КРЕПЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к горному делу и позволяет снизить затраты на поддержание выработок (В) путем исключения опережающего действия боковых деформаций над вертикальными и обеспечить нарастающее сопротивление крепи по мере роста деформации. При выемке горной массы в боках В образуют разгрузочные полости (Р!1) глубиной 1/7 — 1/9В и высотой 1/ЗН, где

В и Н вЂ” соответственно максимальная ширина и высота В. Из измельченной породы в РП формируют демпферные подуш2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4454166/23-03 (22) 13.05.88 (46) 23.08.90. Бюл. № 31 (71) Гуковское производственное объединение по добыче угля «Гуковуголь» (72) А. К., Шаульский, Л. Н. Чернышков и Е. И. Великанов (53) 622.281.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство ССCP № 1237772, кл. Е 21 D 11/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1310521, кл. Е 21 D 11/14, 1985.

2 ки 17 и закрепляют их на всю высоту бутовой стенкой 18. На рамах крепи устанавливают железобетонную затяжку 19, оставляя на уровне РП промежутки для выпуска пучащей породы. На почву В укладывают поперечный составной податливый лежень (ПЛ) !0 с усиленным участком с распором нижних концов 5 стоек крепи. Элементы спецпрофиля ПЛ 10 соединены внахлест замками податливости. Зона нахлеста на ПЛ 10 выполнена размером не менее 1/4 ширины В. Усиленный участок ПЛ 10, образованный зоной нахлеста, располагают в зоне максимального проявления пучения почвы. Вне зоны нахлеста на ПЛ 10 нанесен фрикционный состав. Со стойками крепи ПЛ 10 соединен башмаком в виде опорной пяты с выступом, жестко за- ф крепленной с нижней стороны ПЛ 1О.

На верхней поверхности пяты размещен фин- Щ сатор. Зазор между стенками спецпрофиля фиксатора и выступом равен по ширине С спецпрофиля стойки 4,5. Демпферная подушка 17 обеспечивает нарастающее сопротив- ф ление боковым деформациям, задерживая их опережающее действие по сравнению с вертикально направленными деформациями в результате сил пучения. 2 с. и. ф-лы, QO

5 ил. 3

1587203

15

25

Изобретение относится к горному делу, в частности к проведению и поддержанию горных выработок на глубинах свыше 450 м в условиях пучения почвы, проявляющегося даже вне влияния очистных забоев.

Целью изобретения является снижение з трат на поддержание выработок путем иск ючения опережающего действия боковых д формаций над вертикальными, обеспечен я нарастающего сопротивления крепи по м ре роста деформации.

На фиг. 1 показана металлическая под тливая рамная крепь, общий вид; на ф г.2 —; на фиг. 3— р зрез А — А на фиг. 1; на фиг. 4 — выработк после выполнения способа; на фиг, 5— у ел 1 на фиг. 4.

Крепь включает верхняк 1 и составные

1 стойки из верхних 2, 3 частей и нижних 4, 5 частей, соединенные между собой внахлест з мками 6 — 9 податливости, составной леень 10 из . двух соединенных внахлест

1l замками податливости элементов специ офиля с образованием в зоне 11 нахлест усиленного участка, башмак 12 для соединения лежня со стойками. Зона нахлеста 11

1 н а лежне 10 выполнена размером не менее

1 /4 ширины выработки; что составляе г 1300 мм против 300, рекомендуемых обычной технологией, а на участки лежня 10 вне зоны нахлеста 11 нанесен фрикционный состав, а башмак 12 для соединения лежня со стойкой выполнен в виде опорной пяты 13 с выступом 14, жестко закрепи)енной с нижней стороны лежня 10, а на

Верхней поверхности опорной пяты 13 размеЙен фиксатор 15, выполненный из отрезка

Епецпрофиля и жестко закрепленный торцом на поверхности опорной пяты 13, при этом

Зазор между стенками спецпрофиля фиксатора 15 и выступом 14 пяты 13 равен по ширине стенке спецпрофиля стойки 4, 5.

Г1ри асимметрии горного давления зона захлеста 11 может смещаться в нужную сторону. Элементы башмака 12 лежня могут быть изготовлены из малых отрезков 16 того же спецпрофиля. Особенностью их изготовления является соблюдение размера, достаточного для размещения только одной внутренней части стойки 4, 5 и невозможность размещения второго, наружного профиля элементов верхней части стойки 2, 3.

Это достигается местом установки опорной пяты 13. При существенном срабатывании вертикальной податливости наружный профиль верхней части стойки опирается непосредственно на почву, чем обеспечивается дальнейший рост сопротивления крепи деформациям, При слабой прочности почвы геометрия наружного профиля может быть изменена в сторону увеличения поперечного сечения для достижения необходимого сопротивления.

Способ проведения и поддержания горной выработки рамной крепыш осуществляется следующим образом.

При выемке горной массы образуют в боках выработки разгрузочные полостй глубичой 1/7 — 1/9 В и высотой 1/3 Н, где В и Н вЂ” соответственно максимальная ширина и высота выработки, что практически составляет по высоте не более 1,2 м, что соответствует мощности пучащих пород, а глубина не менее 0,6 м. В разгрузочных полостях из измельченной породы формируют демпферные подушки 17 и закрепляют их на всю высоту бутовой стенкой 18, формируемой из крупных кусков породы для предотвращения самопроизвольного высыпания породы в выработку. На рамах крепи устанавливают железобетонную затяжку 19, оставляя на уровне разгрузочных полостей промежутки, через которые при нарастании бокового давления производится регулируемое высыпание породы бутовой стенки и демп ферной подушки и пучащих пород. На почву выработки укладывают поперечный составной податливый лежень 10 с распором нижних концов 4, 5 стоек рамной крепи, причем зона нахлеста 11, образующая усиленный участок, располагается в зоне максимального проявления пучения почвы.

При появлении в горной выработке боковых сил демпферная подушка обеспечивает нарастающее сопротивление боковым деформациям С, обеспечивая задержку их опережающего действия по сравнению с вертикально направленными деформациями в результате сил пучения Д.

Крепь эксплуатируется следующим образом.

Вследствие действия демпферной подушки 17 в боках выработки вертикальные деформации последняя получает ранее боковых деформаций или одновременно с ними.

При этом происходит срабатывание замков

8 и 9, благодаря чему растет величина нахлеста в узлах 8 и 9, что упрочняет боковые элементы крепи и обеспечивает рост сопротивления боковым смещениям. При боковых смещениях возрастает величина нахлеста 11 лежня 10, в свою очередь, увеличивает сопротивление вертикальным силам пучения. Кроме того, по мере срабатывания элементов податливости растет плошадь соприкосновения профилей, что увеличивает трение сцепления и, следовательно, требует повышенных усилий для продолжения деформаций. На определенной стадии conpo-.èâëåíèå возрастает еще больше в лежне 10 за счет ввода в действие фрикционного состава, увеличивающего коэффициент трения, а в боковом элементе — за счет встречи наружным профилем дополнительного сопротивления пород почвы. Установлено, что размеры прямых частей боковых элементов крепи не должны существенно превышать

1587203 величину ожидаемых вертикальных смещений.

Предлагаемая конструкция . отличается простотой, легко монтируется по общепринятой технологии, допускает применение при проходке или ремонте породопогрузочной машины.

Ремонт выработки, закрепленной этой крепыш, не вызывает затруднений, так как достаточно отвернуть гайки хомутов соединительных элементов, чтобы демонтировать конструкцию, погрузить породу и вновь смонтировать ту же крепь.

Формула изобретения

1. Способ проведения и поддержания горной выработки, включающий выемку горной массы с образованием разгрузочных полостей в боках выработки и установку податливой рамной крепи, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на поддержание выработок путем исключения опережающего действия боковых деформаций над вертикальными и обеспечения нарастающего сопротивления крепи по мере роста деформации разгрузочные полости выполняют глубиной 1/7 — 1/9 В и высотой 1/3 Н, где В и Н вЂ” соответственно максимальная ширина и высота выработки, при этом в разгрузочных полостях из измельченной породы формируют демпферные подушки и закрепляют их на всю высоту бутовой стенкой, а иа рамах крепи устанавливают железобетонную затяж ку, оставляя на уровне разгрузочных полостей промежутки для выпуска пучащей породы, при этом на почву выработки укладывают поперечный составной податливый лежень с усиленным участком с распором нижних концов стоек рамной крепи, причем усиленный участок лежня располагают в зоне максимального проявления пучения почвы.

2. Металлическая податливая рамная крепь для проведения и поддержания горной выработки, включающая верхняк и составные стойки из спецпрофиля, соединенные между собой внахлест замками податливости, составной лежень из двух соеди15 ненных внахлест замками податливости элементов спецпрофиля с образованием в зоне нахлеста усиленного участка, башмак для соединения лежня со стойками, отличающаяся тем, что зона нахлеста на лежне выполнена размером не менее 1/4 ширины выработки, а на участке лежня вне зоны нахлеста нанесен фрикционный состав, при этом башмак для соединения лежня со стойкой выполнен в виде опорной пяты с выступом, жестко закрепленной с нижней

2Á стороны лежня, а на верхней поверхности опорной пяты размещен фиксатор, выполненный из отрезка спецпрофиля и жестко закрепленный торцом на поверхности опорной пяты, при этом зазор между стенками спецпрофиля фиксатора и выступом пяты равен ширине стенки спецпрофиля стойки.

1587203

Фиг.2

A-А

Составитель Л. Чистова

Редактор В. Бугренкова . Техред A. Кравчук Корректор М. Пожо

Заказ 2405 Тираж 383 Подписное

ВНИИГ1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж--35. Ра> инская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Ila. снт», г. Ужгород, ул. Гагарина, IOI