Крепь для охраны подготовительных выработок



Крепь для охраны подготовительных выработок
Крепь для охраны подготовительных выработок
Крепь для охраны подготовительных выработок
Крепь для охраны подготовительных выработок
Крепь для охраны подготовительных выработок
Крепь для охраны подготовительных выработок

 


Владельцы патента RU 2535575:

Каряка Александр Вячеславович (UA)

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для охраны подготовительных выработок с целью их повторного использования при разработке пологих тонких и средней мощности пластов. Технический результат направлен на улучшение фиксации между собой блоков крепи для охраны подготовительных выработок во время их укладки как вдоль, так и поперек охранной полосы, что в свою очередь позволяет легко размещать на горизонтальной плоскости из блоков прослойку из податливых элементов, при этом количество прослоек и виды материалов, из которых они изготовлены, выбираются индивидуально с учетом конкретных горно-геологических условий. Крепь для охраны подготовительных выработок включает выполненные в форме параллелепипедов блоки из материала на основе гидравлического вяжущего соединения. Блоки устанавливают друг на друга в виде охранной полосы вдоль выработки. Каждый блок имеет выступ на одной из граней блока, а на противоположной - выемки. Выступ выполнен длиною на всю грань блока и направлен вдоль центральной оси блока. Дополнительно грань блока с выемками оснащена направленной вдоль центральной оси блока выемкой в форме сквозной канавки, которая выполнена одинакового размера с поперечными канавками. В состав крепи для охраны подготовительных выработок, кроме блоков, входят податливые элементы, которые конструктивно не связаны с блоками. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Данное изобретение, крепь для охраны подготовительных выработок, относится к горному делу и может быть использовано для охраны подготовительных выработок с целью их повторного использования при разработке пологих тонких и средней мощности пластов.

Известны:

- крепь для горных выработок (авт. свид. СССР №796444, бюл. №2, 15.01.1981 г.);

- шахтная костровая крепь (авт. свид. СССР №964168, бюл. №37, 07.10.1982 г.);

- способ охраны выемочной выработки (авт. свид. СССР №969899, бюл. №40, 30.10.1982 г.);

- крепь для охраны подготовительных выработок (авт. свид. СССР №1064004, бюл. №48, 30.12.1983 г.);

- элемент горной крепи (авт. свид. СССР №1201513, бюл. №48, 30.12.1985 г.);

- охранная крепь (авт. свид. СССР №1216354, бюл. №9, 07.03.1986 г.);

- способ возведения охранного сооружения в выработке (авт. свид. СССР №1458580, бюл. №6, 15.02.1989 г.);

- способ охраны оконтуривающих выемочное поле выработок и костровая крепь для его осуществления (патент Украины №25239, бюл. №6, 25.12.1998р.);

- способ крепления горных выработок (варианты) (RU 2159332, бюл. №32, 20.11.2000 г.);

- искусственная охранная опора (RU 2162943, бюл. №4, 10.02.2001р.).

Известна тумба для околоштрековой полосы, содержащая блоки, прокладки между ними и клинья, устанавливаемые между верхним блоком тумбы и кровлей пласта, отличающаяся тем, что тумба дополнительно снабжена прокладкой, установленной между верхним блоком и клином, при этом все прокладки выполнены из материала большей жесткости, чем материал блока (авт. свид. СССР №1177497, бюл. №33, 07.09.1985 г.).

Известна крепь для охраны подготовительных выработок, выполненная в виде охранной полосы, состоящая из отдельных блоков, уложенных друг на друга рабочими сторонами, отличающаяся тем, что каждый блок выполнен составным из двух одинаковых элементов, одна из сторон которых является рабочей и представляет собой плоскую поверхность, а другая сторона выполнена в виде рельефной поверхности, имеющей в сечении полукруглые, ориентированные перпендикулярно к одной из пар боковых сторон элемента блока и расположенные друг от друга на расстоянии, которое равно диаметру выемки, с созданием выступов между упомянутыми выемками, при этом элементы блока совмещены друг с другом сторонами, которые имеют выемки и выступы, так, что выемки одного элемента размещены соосно с выступами другого элемента с обеспечением возможности сцепления выемка-выступ после проявления горного давления и последующего перемещения их в направлении, перпендикулярном плоской поверхности элемента блока, с созданием податливого соединения, которое воспринимает нагрузку со стороны горного массива, при этом количество блоков по высоте охранной полосы определяется формулой с возможностью возведения охранной полосы необходимой податливости для заданной мощности пласта (патент RU 2112882, бюл. №16, 10.06.1998 г.).

Известна крепь для охраны подготовительных выработок, выполненная в виде тумб, состоящих из уложенных друг на друга отдельных железобетонных блоков и податливых элементов, отличающаяся тем, что рабочие стороны каждого блока имеют выемки в виде канавок, а податливые элементы выполнены в виде отдельных прокладок, высота которых больше глубины выемок на величину податливости прокладок, причем выемки смежных блоков в тумбах ориентированы во взаимно перпендикулярных плоскостях, а податливые прокладки установлены между выемками смежных блоков в тумбе и смежными блоками отдельных тумб (авт. свид. СССР №1262048, бюл. №37, 07.10.1986 г.).

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является крепь для охраны подготовительных выработок, включающая выполненные в форме параллелепипедов железобетонные блоки с податливыми элементами, уложенные друг на друга с созданием вдоль выработки охранной полосы, отличающаяся тем, что каждый блок в средней части имеет выступ и выемку, а податливые элементы - форму ребер и расположены с двух сторон от выступа, причем выступ выполнен на нижней грани блока, а выемки - на соединении верхней грани с каждой из двух противоположных боковых граней и выполнен глубиной большей, чем высота выступа, на величину податливости ребер, при этом блоки вдоль охранной полосы ориентированы выемками навстречу друг другу, а выступы расположены в смежных выемках (Авт. свид. СССР №1511408, бюл. №36, 30.09.1989 г.).

Недостатком данной крепи для охраны подготовительных выработок является значительная трудоемкость укладки блоков в охранную полосу, а именно процесс удержания их между собой во время укладки блоков как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной. Это обусловлено тем, что выемки блоков выполнены на соединении верхней грани с каждой из двух противоположных боковых граней и по форме соответствуют половине выступа блока, а по размеру больше на величину податливости ребер. Установка каждого последующего верхнего блока выступом в выемку, созданную двумя смежными нижними блоками, не соединяет их в охранную полосу в целом. Каждая вертикаль шириной в один блок такой охранной полосы: два блока с половиной выемки - блок с выступом, два блока с половиной выемки - блок с выступом и так дальше на всю ширину выработки, которую необходимо поддерживать, не связана со смежной вертикалью таких же точно блоков. Поэтому, если во время возведения крепи, к моменту распора ее в кровлю, не поддерживать такие вертикали специально, они будут нестойкими и рассыплются.

Также нестойкой в момент возведения охранная полоса по прототипу является и в поперечном направлении, потому что каждая продольная лента охранной полосы шириной в один блок тоже не связана в поперечной плоскости со смежными продольными лентами охранной полосы.

К недостаткам крепи по прототипу можно отнести и то, что податливость крепи жестко зависит от количества блоков по вертикали, так как податливость задана податливыми элементами в форме ребер, которые расположены с двух сторон от выступа на самом блоке. Конструктивная связь податливых элементов с самим блоком не позволяет варьировать податливостью крепи от минимального значения (на жестко) до необходимого значения податливости для конкретных горно-геологических условий.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования крепи для охраны подготовительных выработок, в которой выступ выполнен длиной на всю грань блока вдоль его центральной оси, выемки выполнены в виде сквозных поперечных канавок в перпендикулярном к продольной оси блока направлении, причем центральная выемка расположена посредине грани блока, а последующие - с двух сторон от нее на расстоянии шага размещения в охранной полосе выступов смежных блоков, а податливые элементы конструктивно не связаны с блоками. Кроме этого грань блока с выемками в форме сквозных поперечных канавок дополнительно оснащена расположенной вдоль центральной оси блока выемкой в форме сквозной канавки, при этом последняя выполнена одинакового размера с поперечными канавками.

При таком решении достигается технический результат, который заключается в более надежной и удобной фиксации между собой блоков крепи для охраны подготовительных выработок во время их выкладки как вдоль, так и поперек охранной полосы. Достижение такого технического результата обеспечивает потребительские свойства крепи для охраны подготовительных выработок, а именно, уменьшение трудоемкости установки ее в условиях шахты и улучшение состояния техники безопасности.

Поставленная задача решается тем, что в известной крепи для охраны подготовительных выработок, включающей выполненные в форме параллелепипедов блоки из материала на основе гидравлического вяжущего соединения, уложенные друг на друга, создавая охранную полосу вдоль выработки, каждый из которых имеет выступ и выемки, при этом выступ выполнен на верхней грани блока, а выемки, которые выполнены с возможностью размещения в них выступов смежных блоков, на противоположной ей грани блока, и податливые элементы, в соответствии с изобретением, выступ выполнен длиной на всю грань блока вдоль его центральной оси, выемки выполнены в виде сквозных поперечных канавок в перпендикулярном к продольной оси блока направлении, причем центральная выемка расположена посредине грани блока, а последующие - с двух сторон от нее на расстоянии шага размещения в охранной полосе выступов смежных блоков, а податливые элементы конструктивно не связаны с блоками. Кроме этого грань блока с выемками в форме сквозных поперечных канавок дополнительно оснащена расположенной вдоль центральной оси блока выемкой в форме сквозной канавки, при этом последняя выполнена одинакового размера с поперечными канавками.

Благодаря такой конструкции заявляемой крепи для охраны подготовительных выработок, обеспечивается причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков изобретения и техническим результатом. Выступ, выполненный длиной на всю грань блока и направленный вдоль центральной оси блока, выемки, выполненные в форме сквозных поперечных канавок и направленные в перпендикулярном к продольной оси блока направлении, причем центральная выемка расположена посредине грани блока, а последующие - с двух сторон от нее на расстоянии шага размещения в охранной полосе выступов смежных блоков, и податливые элементы, конструктивно не связанные с блоками, позволяют укладывать блоки этими выемками на выступ предыдущего слоя блоков в перпендикулярных плоскостях без дополнительных усилий по ориентации блоков и какой-либо необходимости удерживать конструкцию, потому что выемки одного блока фиксируют выступы и удерживают сразу несколько блоков. Так как связь выступ-выемки, которые расположены не на соединении верхней и боковой граней, а в теле самого блока, удерживает конструкцию сама по себе достаточно прочно, последовательная укладка блоков в горизонтальной и вертикальной плоскостях удерживает охранную полосу в целом как единый массив.

Скрепленные между собой при помощи соединения выступ-выемка блоки соединяются в единый массив практически в момент укладки второго от грунта выработки слоя блоков, на который можно укладывать прослойку податливых элементов, на которые по вертикали снова укладывают очередной слой блоков. Количество шаров блоков и прослоек податливых элементов определяется горно-геологическими условиями. В заявляемой крепи для охраны подготовительных выработок отсутствует необходимость перекладывать каждый слой блоков прослойкой из податливых элементов, так как отсутствует конструктивная связь податливых элементов с самим блоком, что в результате позволяет варьировать податливость крепи от минимального значения (на жестко) до необходимого значения податливости для конкретных горно-геологических условий.

Для усиления связи между блоками охранной полосы как в продольном, так и поперечном направлениях и создания состояния единого целого, грань блока с выемками в форме сквозных поперечных канавок дополнительно оснащают ориентированной вдоль центральной оси блока выемкой в форме сквозной канавки, которая выполнена одинакового размера с поперечными канавками.

Таким образом, совокупность существенных признаков крепи для охраны подготовительных выработок, которая заявляется, позволяет достичь заявленный технический результат - более надежную и удобную фиксацию между собой блоков крепи для охраны подготовительных выработок во время их укладки как вдоль, так и поперек охранной полосы, что в свою очередь позволяет легко размещать на горизонтальной плоскости из блоков прослойку из податливых элементов, при этом количество прослоек и виды материалов, из которых они изготовлены, выбираются индивидуально с учетом конкретных горно-геологических условий. Достижение такого технического результата обеспечивает потребительские свойства заявляемой крепи для охраны подготовительных выработок, а именно: уменьшение трудоемкости установки ее в условиях шахты и улучшение состояния техники безопасности.

Суть изобретения, крепь для охраны подготовительных выработок, поясняется чертежами, на которых схематично изображено: (фиг.1) - блок вид спереди, (фиг.2) - блок вид сбоку, (фиг.3) - охранная полоса - вид вдоль выработки, (фиг.4) - поперечное сечение охранной полосы выработки, (фиг.5) - блок по п.2 формулы - вид спереди, (фиг.6) - блок по п.2 формулы - вид сбоку.

Крепь для охраны подготовительных выработок состоит из отдельных блоков 1 в форме параллелепипедов, которые выполнены из материала на основе гидравлического вяжущего соединения, например, цемента. С добавкой других составляющих блоки 1 могут быть изготовлены из цементно-песчаной смеси, бетона, железо-бетона и др. Верхняя грань 2 блока 1 имеет выступ 3, выполненный длиной на всю грань 2 блока и ориентированный вдоль центральной оси блока 4, а противоположная грань 5 блока 1 имеет выемки 6 с возможностью размещения в них выступов 3 блоков нижнего слоя крепи. Выемки 6 выполнены в форме сквозных поперечных канавок и ориентированы в перпендикулярном к продольной оси блока направлении. Центральная выемка расположена посредине грани блока, а последующие - с двух сторон от нее на расстоянии L, которое равно шагу размещения в охранной полосе выступов смежных блоков (фиг.1, 2).

В момент укладки блоков 1 в охранную полосу их ориентируют выступами в одну сторону, например, вверх, но можно и вниз. Дальше блоки укладывают так, чтобы выступы 3 смежных блоков предварительно уложенного слоя 7 блоков 1 попадали в выемки 6 последующего слоя 8 блоков 1. Таким образом, по высоте охранной полосы слои блоков ориентируются во взаимно перпендикулярных плоскостях, создавая охранную полосу, как единое целое (фиг.3, 4).

Блоки 9 по п.2 формулы (фиг.5, 6) в охранную полосу укладывают следующим образом: первый предыдущий уложенный слой 7 блоков ориентируют выступами в одну сторону, например, вверх, а следующий верхний слой 8 укладывают так, чтобы эти выступы попадали в дополнительную продольную выемку 10 на нижней грани 5 блока 9. Для создания охранной полосы как единого целого блоки последующего слоя могут размещаться со сдвигом их вдоль продольной оси, как кирпичи в строительстве (фиг.6). Третий слой блоков можно укладывать в перпендикулярной к выступам предыдущего слоя блоков плоскости. Все последующие слои крепи располагают в необходимой последовательности в зависимости от горно-геологических условий, ширины полосы, состояния кровли и грунта, др.

Податливые элементы 11 укладывают между слоями блоков 1 и/или 9 как прослойки (фиг.3, 4). Количество прослоек из податливых элементов и материал этих прослоек выбирают в зависимости от конкретных горно-геологических условий выработки, высоты, которую необходимо поддерживать, необходимого срока поддержания выработки и др. Прослойки могут отсутствовать (на жестко), могут быть уложены между несколькими слоями блоков 1 и др. Материал, который используют для податливых элементов, обеспечивает работу конструкции в необходимом режиме податливости. В качестве податливых элементов может использоваться распил, шпальный брус, ДСП, современные пены, др.

Для распора крепи между кровлей и грунтом выработки под последний слой блоков охранной полосы устанавливают прокладки 12 и расклинивают крепь. В случае необходимости прокладки устанавливают и на грунт выработки.

Заявляемая крепь для охраны подготовительных выработок может быть выполнена при помощи известных средств и способов, и при ее осуществлении способна обеспечить достижение заявленного технического результата, а следовательно, отвечает условию промышленной применимости.

Технических решений, идентичных заявляемой крепи для охраны подготовительных выработок, во время патентного поиска не выявлено. Таким образом, изобретение, которое заявляется, относится к горному делу и может использоваться для охраны подготовительных выработок, отвечает условиям патентоспособности, поскольку имеет изобретательский уровень, является новым и промышленно применимым.

1. Крепь для охраны подготовительных выработок, включающая выполненные в форме параллелепипедов блоки, из материала на основе гидравлического вяжущего соединения, уложенные друг на друга, создавая охранную полосу вдоль выработки, каждый из которых имеет выступ и выемки, при этом выступ выполнен на верхней грани блока, а выемки, выполненные с возможностью размещения в них выступов смежных блоков, на противоположной ей грани блока, и податливые элементы, отличающаяся тем, что выступ выполнен длиной на всю грань блока вдоль его центральной оси, выемки выполнены в виде сквозных поперечных канавок в перпендикулярном к продольной оси блока направлении, при этом центральная выемка расположена посредине грани блока, а последующие - с двух сторон от нее на расстоянии шага размещения в охранной полосе выступов смежных блоков, а податливые элементы конструктивно не связаны с блоками.

2. Крепь для охраны подготовительных выработок по п.1, отличающаяся тем, что грань блока с выемками в форме сквозных поперечных канавок дополнительно снабжена расположенной вдоль центральной оси блока выемкой в форме сквозной канавки, при этом последняя выполнена одинакового размера с поперечными канавками.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к транспортному строительству и может быть использовано при возведении тоннельных обделок транспортных тоннелей и тоннелей метро. .

Изобретение относится к креплению подземных горных выработок, в частности к тюбинговой крепи, и может быть применено для крепления туннелей. .

Изобретение относится к подземному строительству и может использоваться при прокладке трубопроводов подземным способом, при проведении криволинейных выработок малого диаметра.

Изобретение относится к креплению подземных сооружений. .

Изобретение относится к области тоннелестроения и может быть использовано при сооружении метрополитенов, автодорожных и железобетонных тоннелей в обводненной среде при гидростатическом давлении более 0,15 МПа и при притоках воды в забой свыше 20 м3/ч.

Изобретение относится к метростроению, а непосредственно к сооружению двухъярусных односводочных пересадочных станционных узлов метрополитена глубокого заложения.

Изобретение относится к горному делу и может использоваться при креплении выработок. .

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сооружении стволов и тоннелей различного назначения в агрессивных средах. .

Изобретение относится к защитному элементу для соединения с бетонным элементом туннельной обделки, бетонному элементу и способу изготовления бетонного элемента. Задача изобретения заключается в том, чтобы предложить защитный элемент туннельной обделки или же относящийся к нему бетонный элемент, посредством которого обеспечивается высокая надежность защитной облицовки туннеля против жидкостей и газов. Защитный элемент для соединения с бетонным элементом туннельной обделки, который имеет защитный участок, выполненный с возможностью соединения по меньшей мере с одной поверхностью бетонного элемента. Защитный участок состоит из искусственного материала и на его внутренней стороне имеет по меньшей мере один соединительный элемент для создания удерживающего соединения с бетонным элементом. Защитный участок имеет донный участок и стенной участок. Искусственный материал представляет собой пригодный для литья под давлением искусственный материал. Защитный участок монолитно соединен с уплотнением, при этом соединение является газонепроницаемым и непроницаемым для жидкостей. Защитный участок монолитно соединен с соединительным элементом, при этом монолитное соединение защитного участка с уплотнением и с соединительным элементом изготовлено посредством литья под давлением искусственного материала. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх