Податливая металлобетонная крепь и способ ее возведения

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для крепления горных выработок в сложных горнотехнических условиях. Цель изобретения - повышение грузонесущей способности крепи. Для этого соединенные между собой узлами податливости (УП) изогнутые пустотелые несущие элементы (НЭ) крепи выполнены из спаренных двутавровых балок с образованием коробчатой полости (КП). При этом УП выполнены в виде вкладыша из спаренных швеллеров, ориентированных полками друг к другу с образованием коробчатого сечения и установленных между двумя соседними НЭ в их КП. Вкладыш соединен с НЭ посредством хомутов, планок и гаек. В средней части вкладыша размещены упорные фланцы с возможностью контакта с торцами НЭ. На днищах спаренных швеллеров выполнены клинообразные прорези, контактирующие с межрамными стяжками, установленными на концах НЭ. Для возведения крепи НЭ устанавливают поочередно и соединяют их УП с максимальным распором. Затем в КП через выполненные в НЭ отверстия после исчерпания податливого кода конструкции нагнетают заполнитель под давлением 2-3 атм в виде мелкозернистого бетонного раствора. Крепью можно крепить выработки любых сечений, кольцевой и арочной формы. 2 с.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ6ЛИК (19) 01) щ) Е 21 В 11/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗО6 ЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4463147/23-03 (22) 20.07.88 (46) 30.11.90.Бюл. У 44 (75) А.И Чаладзе, Д,Г.Варсимашвили и Б.А.Джалагония (53) 622.28 1.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)1- 1263871, кл. E 21 D 11/14, 1985.

Заславский Ю.З Мостков В.M.

Крепление подземных сооружений. М.:

Недра, 1979, с,152, рис.48. (54) ПОДАТЛИВАЯ МЕТАЛЛОБЕТОННАЯ КРЕПЬ

И СПОСОБ ЕЕ ВОЗВЕДЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для крепления горных выработок в сложных горнотехнических условиях. Цель изобретения — повышение грузонесущей способности крепи., Дпя этого соединенные между собой узлами податливости (УП) изогнутые пустотелые несущие элемен1610030

1г ты. (НЭ) .крепи выполнены из спаренных двутавровых балок с образованием ко- робчатой полости (КП)-. При этом УП выполнены в виде вкладыша из спаренных швеллеров, ориентированных полками друг к другу с образованием коробчатого сечения и,установленньм между двумя соседними НЭ s их КП.

Вкладыш соединен с НЭ посредством хомутов, планок и гаек. В средней части вкладьппа размещены упорные фланцы с возможностью контакта с торцами НЭ. На днищах спаренных швелИзобретение относится к горной промышленности и может. быть использовано для крепления горных выработок в сложных горнотехнических условиях.

Целью изобретения является повышение грузонесущей способности крепи.

На фиг.1 изображена податливая металлобетонная крель в первоначальном состоянии и пунктиром — после осуществления податливости; на фиг.2— положение крепи до осуществления податливости; . на фиг.3 — то же. после завершения податливости и нагнетания заполнителя: на фиг.4 — разрез

А-А на фиг.1; на фиг.5 — разрез Б-Б на фиг. 1;на фиг.б — узел Т на фиг.1; на фиг.7 — разрез В-В на фиг.б.

Податливая металлобетонная крель включает изогнутые пустотелые металлические несущие элементы 1, выполненные из спаренных двутавровых балок с образованием коробчатой полости 2, узлы податливости, выполненные в виде вкладьппа 3 из спаренных швеллеров, ориентированных полками друг к другу с образованием коробчатого сечения 4.

Вкладьппи 3 установлены между двумя соседними несущими элементами 1 в их коробчатой полости 2, вкладыши 3 подвижно соединены с несущими элементами 1 посредством хомутов 5, планок б и гаек 7, а в средней части вкладьппа 3 размещены упорные фланцы

8 с возможностью контакта с торцами

9 несущих элементов 1, причем на днищах спаренных швеллеров вкладьпцей 3 выполнены клинообразные прорези 10 с возможностью контакта с межрамными стяжками 11, установленными на концах несущих элементов 1, при этом в не20

55 леров выполнены клинообразные проре1 зи, контакгирующие с межрамными стяжками, установленными на концах НЭ.

Дпя возведения крепи НЭ устанавливают поочередно и соединяют их УП с максимальным распором. Затем в КП .через выполненные в НЭ отверстия после исчерпания податливого хода конструкции нагнетают заполнитель под давлением

2-3 атм в виде мелкозернистого бетонного раствора. Крепыш можно крепить выработки любых сечений, кольцевой и арочной формы. 2 с.п.ф-лы, 7 ил. сущих элементах 1 выполнены отверстия

12 для нагнетания заполнителя 13 в коробчатые полости 2 несущих элементов 1.

Изготовление элементов крепи осуществляется в заводских условиях, а сборка их и монтаж — в забое выработки.

Крепь устанавливают на максимальный распор, обеспечивают податливый режим ее работы и после исчерпания податливого хода конструкции (после усадки " фиг.3). Через отверстия 12, выполненные в несущих элементах 1, производят нагнетание заполнителя 13 в виде мелкозернистого бетонного раствора под давлением 2-3 атм (0.20,3 МПа).

Крепь получает усадку после исчерпания возможности углубления межрамных стяжек 11 в клинообразной про-. рези 0 податливости и упирания торцов 9 несущих элементов 1 на упор.— ных фланцах 8.

Углубление межрамных стяжек 11 в прорези податливости 10 происходит с нарастающим сопротивлением, чтр является исключительно важным фактором для равномерного и пропорционального перераспределения сосредоточенных усилий по.периметру крепи.

После упирания торцов 9 несущих элементов 1 на упорных фланцах жесткости 8 будет герметизирована клинообразная прорезь податливости 10, а отверстия для установки (пропус-. ка) межрамных стяжек 11 герметизируются при помощи шайбы 14.

Оптимальный диапазон давления нагнетания бетонного раствора (за1610030 полнителя 13) в систему пустот предложенной конструкции ссставляет 23 атм (0,2-0,3 MIla), что обеспечивает проникновение заполнителя 13 и достаточное уплотнение раствора в теле несущих элементов

При нагнетании бетонного раствора нормальной густоты (подвижности) в систему пустот конструкции давлением 1О 2 атм имеет место его закупоривание за счет шероховатости стен, а при нагнетании давлением 03 атм имеет место отжим (вытеснение) воды от состава бетонной смеси, что отрица- 15 тельно влияет на его прочность, Стержни межрамных стяжек 11 пропУщены через трубчатый распор, что способствует устойчивости смонтированных рам (колец) вдоль оси выработки, а также дает возможность при стягивании между собой смежных рам с по( мощью продольной стяжки 11 устанавливать их друг относительно друга без промера расстояния.

Конструкцию крепи можно выполнить как из балки двутаврового профиля, так и из швеллеров.

Крепыш можно крепить выработки любых сечений, кольцевой и арочной 30 формы. При креплении выработки предложенной крепыш арочной формы нижние секции элементов снимают, на опорных концах конструкции приваривают металлические листы и подкладывают бетонные подушки. формулаизобретения

1. Податл-свая металлобетонная 40 крепь, включающая соединенные между собой узлами податливости изогнутые пустотелые металлические несущие эле-, менты и размещенный в их полости sa« полнитель, отличающаяся тем, что. с целью повышения грузонесущей способности крепи, пустотелые металлические несущие элементы крепи выполнены из спаренных двутавровых балок с образованием коробчатой полости, а узлы податливости выполнены в виде вкладыша из спаренных швеллеров, ориентированных полками друг к другу с образованием коробчатого сечения и установленных между двумя соседними .:несущими элементами в их коробчатой полости, при этом вкладыш соединен с несущими элементами посредством хомутов, планок и гаек, а в средней части вкладыша размещены упорные фланцы с возможностью контакта с торцами несущих элементов, причем на днищах спаренных швеллеров выполнены клинообразные прорези с возможностью контакта с межрамными стяжками установленными на концах несущих элементов, при этом в несущих элементах выполнены отверстия для нагнетания заполнителя в коробчатые полости металлических несущих элементов.

2. Способ возведения податливой металлобетонной крепи, включающий поочередную установку и соединение узлами податливости несущих элементов с максимальным распором, нагнетание в полости несущих элементов заполнителя после исчерпания податливого хода конструкции, о т л и ч а ю- шийся тем, что нагнетание заполкителя производят под давлением 2-

3 атм, а в качестве заполнителя используют мелкозернистый бетонный раствор.

4Ьа4

Фиг. Z

/533

Фж.5

3 5

Составитель Л.Чистова .

Редактор М.Циткина Техред М.Ходаннц Корректор Л.Бескид, Закаэ 3717 Тираж 382 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101