Способ сооружения подземной выработки камерного типа большого пролета
Сущность изобретения: технологические выработки проходят по осям пят свода выработки. Между ними осуществляют механизированную разработку сводообразной части механизированным очистным комплексом с секциями механизированной крепи. Секции передвигают на шаг передвижки с распором в кровлю. После каждого шага передвижки крепи за ней формируют полость ограничением ширины выработанного пространства. Между технологическими выработками устанавливают арматурный каркас и формируют перекрытие выработки заполнением полости твердеющей смесью. С отставанием от формирования перекрытия из технологических выработок возводят вертикальные стены бурением нисходящих скважин вприсечку в тиксотропном растворе. Скважины бетонируют, по очереди вытесняя тиксотропный раствор в следующую скважину. После возведения перекрытия и вертикальных стен выработки технологические выработки заполняют твердеющей смесью. Затем производят выемку центральной части выработки камерного типа. 11 ил.
Изобретение относится к подземному строительству сооружений, в частности к технологии временного крепления контурной щели и способам возведения свода и вертикальных стен выработок камерного типа большого пролета. Целью изобретения является совершенствование технологии сооружния подземных выработок камерного типа большого пролета за счет повышения безопасности горных работ в неустойчивых отложениях пород в условиях городской застройки, расширения фронта работ и увеличения темпов строительства. На фиг. 1 изображены технологические выработки, пройденные по осям пят свода, конвейер, установленный вдоль одной из технологических выработок; на фиг. 2 - технологические выработки, соединенные выработкой по контуру свода, в который установлены поперечный конвейер и комбайн; на фиг. 3 - выработка по контуру свода, расширенная до размеров монтажной камеры, в которой в дополнение ко всем имеющимся механизмам доустановлены секции механизированной крепи; на фиг. 4 - строительный участок в плане со всеми установленными механизмами, в том числе лебедка для транспортирования элементов арматурного каркаса и насос для укладки твердеющей смеси; на фиг. 5 - сечение Б-Б выработки, пройденной по контуру свода к фиг. 4; на фиг. 6 и 7 - строительный участок в плане, поясняющий порядок работы механизмов при разработке щели под свод и формировании свода; на фиг. 8-11 - сечения пят свода, поясняющие последовательность бурения и бетонирования нисходящих вертикальных скважин при сооружении вертикальных стен подземной выработки камерного типа. На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - технологическая выработка; 2 - продольный конвейер; 3 - комбайн; 4 - поперечный конвейер; 5 - секция механизированной крепи; 6 - стенка; 7 - насос для нагнетания твердеющей смеси; 8 - лебедка для транспортировки арматурного каркаса; 9 - арматурный каркас; 10 - твердеющая смесь; 11-13 - эластичные герметичные рукава; 14-18 - вертикальные нисходящие скважины; 19 - выработка по контуру свода; 20 - выработанное пространство. Способ осуществляется следующим образом. Приходят две параллельные технологические выработки 1 по осям свода, отстоящие друг от друга на расстоянии, равном проектной ширине выработки камерного типа. Перпендикулярно технологичестким выработкам проходят выработку 19 по контуру свода высотой, равной проектной высоте свода. В выработке 19 монтируют поперечный конвейер 4 и комбайн 3 и производят расширение этой выработки до сечения монтажной камеры. В монтажной камере монтируют секции механизированной крепи 5, а в технологических выработках 1 устанавливают лебедку 8 и насос 7 для нагнетания твердеющей смеси. Затем приступают к сооружению свода выработки камерного типа. Для этого производят разработку щели в контурах будущего свода. В процессе выемки пород осуществляют временное крепление обнаженной кровли последовательным перемещением секций крепи. При передвижении секций крепи за ними образуют выработанное пространство 20, которое заполняют твердеющей смесью 10. Предложенный способ возведения свода выработки камерного типа создает предпосылки для применения одного из очистных механизированных комплексов, широко используемых в горнорудной промышленности при разработке пластовых месторождений полезных ископаемых. Такие комплексы обычно включают в себя очистной комбайн, секции механизированной крепи, конвейер, энергооборудование (насосные станции, пускатели, трансформаторы и др.). Для формирования массива из твердеющей смеси крепь механизированного комплекса оборудуют стенкой 6, передвигаемой фронтально по всей выработке. Очистной комбайн 3 перемещают по поперечному конвейеру от одной технологической выработки к другой, при этом рабочим органом разрушают породу по всей высоте проектного свода и грузят ее на конвейер 4. Конвейер 4 транспортирует породу и перегружает ее на продольный конвейер 2. По мере прoдвижения очистного комбайна 3 вдоль конвейера 4 и обнажения кровли секции крепи 5 подтягивают к конвейеру 4 на один шаг, подхватывая консольной частью перекрытия вновь обнаженную кровлю. Перед передвижкой каждой секции крепи 5 усилие ее распора снижают до 2-3 тс/м2. Затем секции крепи передвигают с подпором и распирают до заданного усилия на новом месте. Разгрузку и передвижку следующей секции производят только после распора в кровлю предыдущей секции. Управление секциями крепи может осуществляться как в ручном, так и в автоматическим режиме. При управлении в автоматическом режиме контроль за работой механизмов осуществляют по электронному табло, установленному в технологической выработке 1. По окончании разработки одной полосы щели и передвижки всех секций крепи 5 к конвейеру 4 конвейер 4 с расположенным на нем комбайном 3 домкратами передвижки передвигают к забою, причем рабочий орган комбайна внедряют в забой на новую полосу. Заднюю стенку 6 подтягивают к секциям крепи, формируя в выработанном пространстве 20 полость. В данную полость с помощью лебедки 8 заводят арматурный каркас 9. Из-за трудности разворота в месте сопряжения выработок арматурный каркас 9 устанавливают отдельными секциями, соединенными последовательно одним из известных способов по мере протаскивания его вдоль выработанного пространства. После установки арматурного каркаса 9 полость заполняют твердеющей смесью 10. После набора твердеющей смесью необходимой прочности технологические процессы по разработке щели и сооружению свода повторяют. Очистной комбайн 3 передвигают справа налево, а передвижку механизированной крепи начинают с крайней правой секции. Технологические операции по разработке щели и сооружению свода повторяют на протяжении всей проектной длины свода выработки камерного типа. Применение очистного механизированного комплекса при подземном строительстве сводовой части позволит сооружать камеры большой (до 200-250 м) ширины и повысить темпы строительства за счет расширения фронта работ (различные технологические процессы, как-то разработка щели, возведение свода и др. выполняются параллельно и непрерывно). Возведение боковых стенок по контуру выработки в неустойчивых породах производят с отставанием или после завершения сооружения сводовой части бурением нисходящих вертикальных скважин вприсечку в тиксотропном растворе с последующим замещением тиксотропного раствора твердеющей смесью (бетонирования скважин). Для этого из технологических выработок 1 сначала осуществляют бурение скважин 14, а затем 15. В скважине 15 размещают эластичный герметичный рукав 11 и заполняют его тиксотропным раствором из скважины 14 при ее бетонировании. Производят бурение скважины 16 и заполнение объема А твердеющей смесью. При этом тиксотропный раствор из скважины 14 вытесняют в скважину 16. Затем в скважине 16 устанавливают эластичный и герметичный рукав 12, бурят скважину 17 и заполняют объем Б твердеющей смесью с перекачиванием тиксотропного раствора из рукава 11 в рукав 12 и из объема Б в скважину 17. По окончании заполнения объема Б твердеющей смесью рукав 11 извлекают из скважины 15 и размещают его в скважине 17 (позиция 13). После этого бурят скважину 18 и заполняют твердеющей смесью объем В с перекачиванием тиксотропного раствора сначала из рукава 12 в рукав 13, а потом из объема В в скважину 18. По окончании заполнения объема В рукав 12 извлекают из скважины 16 и размещают в скважине 17 (см. фиг. 8-11). Описанные операции повторяют по всему периметру выработки камерного типа до полного сооружения вертикальных стен выработки. После этого технологические выработки 1 заполняют бетоном. Использование предлагаемого способа позволяет повысить безопасность горных работ в неустойчивых отложениях пород в условиях городской застройки, расширить фронт работ и увеличить темпы строительства; позволяет использовать механизированный очистной комплекс с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью.
Формула изобретения
СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ПОДЗЕМНОЙ ВЫРАБОТКИ КАМЕРНОГО ТИПА БОЛЬШОГО ПРОЛЕТА, включающий проведение технологических выработок, предварительную механизированную разработку сводообразной части выработки, крепление обнажений и выемку центральной части под защитой закрепленных обнажений, отличающийся тем, что, с целью совершенствования технологии сооружения подземных выработок камерного типа большого пролета за счет повышения безопасности горных работ в неустойчивых обложениях пород в условиях городской застройки, расширения фронта работ и увеличения темпов строительства, технологические выработки проходят по осям пят свода выработки камерного типа, между которыми механизированную разработку сводообразной части выработки осуществляют в пределах высоты проектного контура свода механизированным очистным комплексом с секциями механизированной крепи, передвигаемыми на шаг передвижки с распором в кровлю, после каждого шага передвижки крепи за ней формируют полость ограничением ширины выработанного пространства и поддержанием неустойчивых пород кровли, в которую между технологическими выработками устанавливают арматурный каркас секциями и формируют перекрытие выработки, заполнением полости твердеющей смесью, с отставанием от формирования перекрытия из технологических выработок по периметру выработки камерного типа возводят вертикальные стены бурением нисходящих скважин вприсечку в тиксотропном растворе, при этом во второй скважине размещают эластичный герметичный рукав, первую скважину бетонируют и вытесняют тиксотропный раствор в эластичный рукав второй скважины, при этом тиксотропный раствор из второй скважины вытесняют также в третью скважину, которая находится в стадии бурения, в пробуренной третьей скважине размещают эластичный герметичный рукав и производят бетонирование второй скважины, раствор из второй скважины вытесняют в четвертую скважину, которая находится в стадии бурения, раствор из рукава второй скважины вытесняют в рукав третьей скважины и после освобождения рукава его перемещают в четвертую скважину, при бурении последующих скважин операции повторяют, после возведения перекрытия и вертикальных стен выработки камерного типа заполняют технологические выработки твердеющей смесью и производят выемку центральной части выработки камерного типа.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000
Извещение опубликовано: 20.10.2000
