Крепь горной выработки

 

Изобретение относится к горному делу, а именно к сооружению вертикальных шахтных стволов в сложных горно-геологических условиях. Цель изобретения - повышение несущей способности крепи. Крепь горной выработки состоит из концентрично установленной внутренней ограждающей оболочки 1, выполненной из железобетонных тюбиков (Т) 2, наружной несущей оболочки, состоящей из расклинивающих Т 7 и аркообразных компенсационных Т 3. Своими пятами 4 Т 3 опираются на ограждающую оболочку 1, причем в Т 3 встроены шарниры 5, позволяющие перемещаться частями Т 3 в сторону контура выработки, а Т 7 жестко закреплены бетоном с контуром выработки. Между наружной поверхностью Т 3 и контуром выработки расположен высокопористый компенсационный материал. Уменьшение сечения выработки через жесткий плотно утрамбованный бетон 10 передается на Т 7 и через наклонные поверхности 8 и 6 Т 3. При этом Т 7 перемещается в сторону оболочки 1, заполняя зазор 11 между ними. Основная нагрузка воспринимается Т 3. 2 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 О 11/04, 5/04

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

t | л

1 1

1 воспринимается Т 3. 2 ил, 12 9

10 о о

О о . о р о р

O p р р р р р оо

Ор р ор ор оо о о ооь о ор р о р о оo о ооо о о о

О р о оо о оо р о о ор. р о о о о р р

o o o р о о о

o o оооо о оооо р оео о оо о о

oO o о о оо о о о

О р о о о о 3ó

Фиг. /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4642286/03 (22) 26.01.89 (46) 07.05.91. Бюл. hk 17 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) В.В.Власов, M.Á.Óñòþãîâ и В.IÎ.Изаксон (53) 622.281.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1221366, кл, Е 21 0 5/08, 1985.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 972100, кл. Е 21 Р 11/10, 1981. (54) КРЕПЬ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ (57) Изобретение относится к горному делу, а именно к сооружению вертикальных шахтных стволов в сложных горно-геологических. условиях. Цель изобретения повышение несущей способности крепи.

Крепь горной выработки состоит из концентрично установленной внутренней огражда, 5U 1647145 А1 ющей оболочки 1, выполненной из железобетонных тюбиков (Т) 2, наружной несущей оболочки, состоящей иэ расклинивающих Т

7 и аркообразных компенсационных Т 3.

Своими пятами 4 Т 3 опираются на ограждающую оболочку 1, причем в Т 3 встроены шарниры 5, позволяющие перемещаться частями Т 3 в сторону контура выработки, а Т

7 жестко закреплены бетоном с контуром выработки. Между наружной поверхностью

Т 3 и контуром выработки расположен высокопористый компенсационный материал.

Уменьшение сечения выработки через жесткий плотно утрамбов-нный бетон 10 передается на Т 7 и через наклонные поверхности 8 и 6 Т 3. При этом Т 7 перемещается в сторону оболочки 1, заполняя зазор 11 между ними. Основная нагрузка

1647145

Изобретение относится к горному делу, а именно к сооружению вертикальных шахтных стволов в сложных горно-геологических условиях.

Цель изобретения — повышение несущей способности крепи.

На фиг.1 показана принципиальная схема выполнения крепи в горизонтальной плоскости и взаимное расположение несущей и окружающих оболочек иэ сборных железобетонных тюбингов; на фиг.2 — то же, в процессе сдавливания ствола шахты при большом горном давлении.

Крепь горной выработки состоит из ограждающей оболочки 1, выполненной из тюбин гав 2 в виде колец шириной 0,8 — 1,5 м, установленных одно за другим. К ограждающей оболочке смонтированы аркообразные компенсационные тюбинги 3 своими опорными пятами 4, опирающимися на ограждающую оболочку 1 с возможностью перемещения по ней.

В компенсационный тюбинг 3 встроены шарниры 5, выполненные, например, из двух пластин листового железа, плотно прижатые одна другой и изогнутые по радиусу необходимого разворота отдельных частей арок тюбинга одна. относительно другой.

Встроенные шарниры 5 в статике не делят тюбинг 3 на отдельные части, Разворот отдельных частей тюбинга 3 по шарнирам 5 происходит тольке.при большом горном давлении, что достигается тем, что шарнир 5 не проходит на полную толщину и, кроме того, в нижней части тюбинга 3 имеется общий металлический каркас (сетка).

Компенсационные тюбинги 3 боковые поверхности 6 наклонены с углом наклона

1-10 в сторону изменения длины тюбинга о к ограждающему перекрытию. При монтаже аркообразные компенсационные тюбинги 3 между собой расклинивэются клиновыми .железобетонными тюбингами 7, имеющими

- наклонные боковые поверхности 8, взаимодействующие с наклонными боковыми поверхностями 6 компенсационных тюбингов

3. Для осуществления связи с окружающими выработку горными породами 9 пространство между расклинивающим тюбингом и контуром выработки заполнено плотным монолитным бетоном 10. Между расклинивающим тюбингом 7 и ограждающей оболочкой имеется зазор 11.

Пространство между компенсационным тюбингом 3 и контуром выработки заполнено компенсационным материалом 12 с большой пористость1о. способным при определенных нагрузках уменьшаться в объеме.

Таким образом, несущая оболочка крепи состоит из чередующихся между собой

45 аркообразных компенсационных 3 и расклинивающих железобетонных 7 тюбингов, причем последние жестко соединены с контуром горной выработки, а аркообраэные компенсационные тюбинги 3 своими пятами свободно опираются с возможностью перемещения на orðàæäaþùóþ оболочку.

Крепь горной выработки работает следующим образом.

При повышении давления изменяется контур выработки, уменьшается ее диаметр.

Крепь может работать при равномерном уменьшении сечения выработки (равномерном горном давлении), а также при неравномерном распределении горного давления, т,е. когда смещения различны в сечении.

Уменьшение сечения выработки через жесткий плотно утрамбованный бетон 10 передается на расклинивающий тюбинг 7 и через наклонные поверхности 8 и 6 компенсационному аркообразному тюбингу 3.

Расклинивающий тюбинг 7 при этом перемещается в сторону ограждающей оболочки 1, заполняя зазор 11, а основная нагрузка воспринимается компенсационным тюбин гам 3, à по закону распределения нагрузок, действующих на клин, распределяется на сжимающее усилие (основная часть) и опорное давление на пяту арки 4.

Тогда, когда сжимающее усилие, действующее на арку компенсационного тюбинга 3, достаточно для разрывов временных связей в шарнирах 5, происходит их разрыв. Отдельные элементы арки разворачиваются один относительно другого. перемещаясь в сторону контура выработки, сжимая компенсационный материал 12 и уменьшая его пористость (фиг.2).

Одновременно на компенсационный материал 12 воздействует непосредственно горное давление через контур выработки.

Основная часть горного давления воспринимается несущей оболочкой и компенсируется материалом, размещенным между контуром выработки и этой оболочкой.

Формула изобретения

Крепь горной выработки, включающая концентрично .установленные внутренние ограждающие и наружные несущие оболочки из железобетонных тюбингов, о т л и ч а ю ща я с я тем, что, с целью повышения несущей способности крепи, наружная несущая оболочка выполнена из расклинивающихся железобетонных тюбингов, жестко закрепленных бетоном с контуром выработки, и компенсационных аркообраэных тюбингов с пятами, опирающимися на ограждающую оболочку, причем тело арки компенсационных тюбингов содержит

16471.45

О

О О

Составитель Л.Березкина

Техред М.Моргентал Корректор Л.Бескид

Редактор А. Козориз

Заказ 1384 Тираж 295 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 шарнирные элементы с воэможностью поворота в сторону контура выработки, а между наружной поверхностью компенсационного р ©

ОР р © e

Р 4 р O р р

О О Р О О

О тюбинга и контуром выработки расположен высокопористый компенсационный материал.

OO р рр

© ррр