Крепь горных выработок

 

Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для крепления горизонтальных капитальных выработок. Цель, - повышение несущей способности крепи и снижение расхода металла. Для этого в полости обращенного открытой частью к породе желобчатого профиля металлических рам (МР) 4 крепи дополнительно размещены ребра жесткости, выполненные из твердеющего раствора и жестко связанные с межрамным ограждением 1 из твердеющего раствора с образованием непрерывного монолитного слоя. Ограждение 1 выполнено в направлении продольной оси выработки и в нем размещена волнооб разная арматурная сетка (АС) 3. Причем АС 3 в местах расположения МР 4 установлена со стороны внешней поверхности ограждения 1, а в середине пролета между МР 4 - со стороны его внутренней поверхности . Со стороны открытой части МР 4 закреплены межрамные стяжки 1. Для обеспечения гарантированного провисания АС 3 в середине пролета между МР 4 м.б. установлены упоры 9, размещенные равномерно по контуру поперечного сечения выработки между стяжками 6. Толщина ограждения 1и ее прочностные х-ки подбираются по известным соотношениям таким образом, чтобы оно обладало одинаковой с МР 4 жесткостью на изгиб и сжатие на любом участке выработки. В случае возведения ограждения 1 около забоя на МР 4 до установки их ниже узлов 5 податливости целесообразно устанавливать ограничители податливости . Ячейка АС 3, диаметр составляющих ее продольных стержней, а также сечение стяжек 6 в случае их расположения в межрамном ограждении 1 подбираются согласно выражению, определяющему минимально необходимую суммарную площадь их поперечного сечения. 3 з.п. ф-лы, 2ил. (О с/ О со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ! 2 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4624841/03 (22) !4.11.88 (46) 28.02.91. Бюл. № 8 (71) Научно-исследовательский институт строительства угольных и горнорудных предприятий и Московский горный институт (72) Ю. В. Бурков, Г. И. Комаров, С. А. Бачурин и П. А. Пилевский (53) 622.281.5 (088.8) (56) Заславский Ю. 3., Мостков В. М. Крепление подземных сооружений. М.: Недра, 1979, с. 151 — 154, рис. 48.

Там же, с. 86. (54) КРЕПЬ ГОРНЪ|Х ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для крепления горизонтальных капитальных выработок.

Цель, — повышение несущей способности крепи и снижение расхода металла. Для этого в полости обращенного открытой частью к породе желобчатого профиля металлических рам (МР) 4 крепи дополнительно размещены ребра жесткости, выполненные из твердеющего раствора и жестко связанные с межрамным ограждением 1 из твердеющего раствора с образованием непрерывного монолитного слоя. Ограждение 1 выполнено в направлении продольной оси

„,Я0„„1631181 А 1 (51)5 E 21 D ll/!0

2 выработки и в нем размещена волнооб разная арматурная сетка (АС) 3. Причем

АС 3 в местах расположения МР 4 установлена со стороны внешней поверхности ограждения 1, а в середине пролета между

МР 4 — со стороны его внутренней поверхности. Со стороны открытой части МР 4 закреплены межрамные стяжки !. г(ля обеспечения гарантированного провисания АС 3 в середине пролета между МР 4 м.б. установлены упоры 9, размещенные равномерно по контуру поперечного сечения выработки между стяжками 6. Толщина ограждения ! и ее прочностные х-ки подбираются по известным соотношениям таким образом, чтобы оно обладало одинаковой с МР 4 жесткостью на изгиб и сжатие на любом участке выработки. В случае возведения ограждения около забоя на МР 4 до установки их ниже узлов 5 податливости целесообразно устанавливать ограничители (Ioдатливости. Ячейка AC 3, диаметр составляющих ее продольных стержней, а также сечение стяжек 6 в случае их расположения в межрамном ограждении 1 подбираются согласно выражению, определяющему минимально необходимую суммарную площадь их поперечного сечения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1631181

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к подземному строительству, и может быть использовано при проведении и поддержании горизонтальных капитальных выработок.

Целью изобретения является повышение несущей способности крепи и снижение расхода металла.

На фиг. 1 показана закрепленная выработка, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез.

Крепь горной выработки состоит из монолитного межрамного ограждения 1, ребер 2 жесткости, арматурной сетки 3, металлических рам 4 из желобчатого профиля с узлами 5 податливости, межрамных стяжек 6. Межрамное ограждение 1 и ребра

2 жесткости выполнены из твердеющего раствора, например цементно-песчаного или бетонного, и образуют единый неперерывный монолитный слой. В этом слое, который вплотную прилегает к породе 7, волнообразно вдоль продольной оси выработки установлена арматурная сетка 3. Ребра 2 жесткости размещены в полостях желобчатого профиля рам 4 и омоноличены с ними.

В местах установки рам 4 арматурная сетка 3 установлена со стороны внешней поверхности межрамного ограждения 1 за счет прижатия ее к породе 7 клиньями 8.

B пролете между рамами 4 она отжимается брусками или арматурными стержнями, выполняющими функцию упоров 9, и расположена со стороны внутренней поверхности межрамного ограждения i. Металлические рамы 4 выступают из монолитного меира много ограждения внутрь выработки, в зависимости от способа возведения они могут быть втоплены в него так, что внутренняя поверхность последнего расположена на уровне нижней кромки фланца желобчатого профиля рам 4.

Для дополнительного армирования в продольном направлении межрамные стяжки 6 могут быть закреплены со стороны открытой части желобчатого профиля металлических рам 4 и размещены при этом в толще межрамного ограждения 1. В этом случае межрамные стяжки 6 в середине пролета между рамами 4 соединены с арматурной сеткой

3, например посредством связки проволокой или пропусканием через ячейки сетки 3.

Для обеспечения гарантированого провисания арматурной сетки 3 в середине пролета между рамами 4 могут быть установлены упоры 9, которые равномерно размещены по контуру поперечного сечения выработки между стяжками 6. Упоры 9 могут быть выполнены, например, в виде деревянных подкладок или металлических стержней.

Для обеспечения работы материала монолитного слоя из твердеющего раствора и металлических рам 4 в одинаковых условиях на последних возможна установка ограничителей 10 податливости, выполненных, например, в виде приваренных к рамам

4 ниже узлов 5 податливости вставок. Толщина межрамного ограждения 1 и ее прочностные характеристики подбираются по известным соотношениям таким образом, чтобы оно обладало одинаковой с рамами

4 жесткостью на изгиб и сжатие на любом участке выработки.

Ячейка арматурной сетки, диаметр составляющих ее продольных стержней, а также сечение межрамных стяжек 6 в случае их расположения в межрамном ограждении 1 подбираются согласно следующему выражению, определяющему минимально необхо-!

5 димую суммарную площадь их поперечного сечения

„) межрамного огражде20

55 где F. — суммарная площадь поперечного сечения продольной арматуры, м ;

R — предел прочности на сжатие твердеющего раствора, МПа; — предел прочности на растяжение арматуры, МПа; — периметр межрамного ограждения, м;

h — толщина ния, м;

6 — толщина фланца желобчатого профиля, м;

l — шаг установки металлических рам, м;

q — нагрузка на крепь, МПа.

Сначала для обеспечения безопасных условий ведения работ, т.е. для исключения возможных вывалов, подбирается диаметр и ячейка арматурной сетки 3, а также количество и сечение межрамных стяжек 6, необходимых для устойчивости рам 4.

В случае, если суммарная площадь поперечного сечения подобранных таким образом арматурной сетки 3 и межрамных стяжек 6 оказывается меньше величины, полученной из указанного выражения, необходимо довести суммарную площадь продольной арматуры до указанной величины за счет варьирования параметров элементов продольной арматуры.

В забое с зазором по отношению к породе 7, равным толщине будущего межрамного ограждения 1, устанавливаются рамы 4 металлической податливости крепи.

За ними в качестве временной затяжки устанавливается арматурная сетка 3. Обеспечивается ее провисание в пролете между рамами 4, максимальное провисание устраивается в середине пролета и принимается равным толщине будущего межрамного ограждения 1, которая предварительно определяется исходя из статического расчета конструкции и в случае необходимости корректируется до необходимой величины с це1631181 лью обеспечения равножесткости монолитного слоя и металлических рам 4, а также прочности в продольном направлении. На рамы 4 устанавливаются межрамные стяжки

6, которые для повышения коэффициента продольного армирования целесообразно располагать со стороны открытой части желобчатого профиля рам 4. В этом случае межрамные стяжки 6 соединяют с арматурной сеткой 3 одним из известных способов, что позволяет обеспечить ее заданное провисание. Межрамные стяжки 6 целесообразно равномерно рассредоточивать по периметру поперечного сечения межрамного ограждения 1, увеличивая их количество и соответственно уменьшая сечение. Затем между металлическими рамами 4 навешиваются листы инвентарной опалубки, которые вплотную примыкают к нижней кромке фланца желобчатого профиля рам 4. 3а опалубку, например пневмонагнетателем, подается твердеющий раствор, который заполняет заопалубочное пространство, а также проникает в полости желобчатого профиля рам 4, образуя там ребра 2 жесткости. Таким образом, возводится монолитное межрамное ограждение 1, которое может сооружаться как в непосредственной близости от забоя, так и на расстоянии от него, например, после реализации податливости рам 4. В случае возведения межрамного ограждения 1 около забоя на рамы 4 до их установки целесообразно устанавливать ограничители

10 податливости.

В результате получается крель, которая обладает высокой несущей способностью, позволяет увеличить шаг установки металлических рам, добиться рационального использования металла продольной арматуры.

Формула изобретения

l. Крепь горных выработок, включающая металлические рамы из желобчатого профиля, установленного открытой частью к породе, узлы податливости, межрамные стяжки, межрамное ограждение из твердеющего раствора с размещенной в нем арматурной сеткой, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности крепи и снижения расхода металла, меж рамное ограждение выполнено непрерывным в направлении продольной оси выработки, при этом в полостях желобчатого профиля металлических рам дополнительно размещены ребра жесткости, выполненные из твердеющего раствора и жестко связанные с межрамным ограждением, а арматурная сетка выполнена волнообразной в направлении продольной оси выработки, при этом в местах расположения рам она установлена со стороны внешней поверхности меж ра много ограждения, .а в середине пролета между рамами — со стороны внутренней поверхности.

2. Крепь по п. 1, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность межрамного ограждения расположена на уровне нижней кромки фланца желобчатого профиля металлических рам, а межрамные стяжки закреплены со стороны открытой части последних и размещены в межрамном ограждении, при этом в середине пролета между рамами они соединены с арматурной сеткой, а в сере20 дине пролета между межрамными стяжками над арматурной сеткой установлены упоры.

3. Крепь по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что суммарная площадь поперечного сечения продольных стержней арматурной сетки и межрамных стяжек определяется из выражения

ЗО где F, — суммарная площадь поперечного сечения продольной арматуры, м-;

/ . — предел прочности на сжатие твердеющего раствора, МПа;

R, — предел прочности на растяжение арматуры, МПа; — периметр меж рамного ограждения, м;

h — толщина меж рамного ограждения, м;

6 — толщина фланца желобчатого профиля, м;

40 — шаг установки металлических рам, м;

q — нагрузка на крепь, МПа.

4. Крепь по п. 1, отличающаяся тем, что на металлических рамах установлены ограни4 чители податливости, а металлические рамы и межрамное ограждение с ребрами жесткости из твердеющего раствора выполнены равножесткими.

1631181

А-4

Составитель Л. Березкина

Редактор О. Спесивых Техред А. Кравчук Корректор Л. Бескид

Заказ 529 Тираж 285 Подписное

В1-1ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 10!