Способ изготовления шахтной крепи типа "сталь-бетон-сталь" и устройство для его осущевления

 

ц7689%

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советский

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.12.78 (21) 2708291/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51) М. Кл.

Е 21D 5/11

Государственный коМитет (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622.283.6 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.10,80 (72) Авторы изобретения Н. П. Рябченко, М. Д. Леонов, В. Л. Гой и Л. Н. Ушаков (71) Заявитель Монтажно-строительное управление № 24 треста «Гидромонтаж» (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШАХТНОЙ КРЕПИ

ТИПА СТАДЬ-БЕТОН-СТАЛЬ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к горной промышленности, а именно, к технологии изготовления трехслойной сталебетонной крепи для обсадки стволов шахт и скважин большого диаметра.

Известна технология изготовления трехслойной сталебетонной крепи и монтаж ее в вертикальной горной выработке с помощью шестиэтажного подвесного полка, включающая механическую обработку и вальцовку стальных листовых карт-заготовок, сварку их в цилиндры для наружной и внутренней обечаек, последующую сварку обечаек в обсадные трубы двух диаметров, расположенных одна в другой, центрирование обечаек, их фиксацию и сварку с последующим заполнением бетоном кольцевого пространства (1).

Существенным недостатком указанного способа изготовления шахтной крепи является низкая точность геометрических размеров обечаек, идущих на изготовление наружной и внутренней обсадной трубы и трудоемкость их центрации при монтаже и сварке в стволе шахты. Это обстоятельство влечет за собой нарушение геометричности сварных швов крепи и значительное отклонение от вертикальности шахтного ствола.

Целью настоящего изобретения является

2 повышение точности геометрических размеров обечаек.

Указанная цель достигается тем, что перед механической обработкой производят центрирование обечаек и их фиксацию в от,центрированном положении.

Возведение шахтной крепи производится не поочередным наращиванием внутренней и наружной обечайки (с опережающим наращиванием наружной), а одновременным монтажом наружной и внутренней обсадной трубы кольцами, состоящими из двух цилиндров различного диаметра, скрепленных между собой распорными ребрами и

15 анкерами. При этом кольца имеют параллельно отфрезерованные торцы правильной геометрической формы со снятыми фасками под сварку, монтажные втулки и, при необходимости, тампонажные отверстия.

Сварка колец в обсадную крепь производится над устьем ствола, причем внутренняя обечайка сваривается изнутри при помощи одноэтажного подвесного полка, наружные обечайки варят наружным швом.

Такой способ изготовления шахтной крепи может быть осуществлен устройством новой конструкции для изготовления колец, содержащим вал с центрирующимп дисками, внутри которых установлены гидроци30 линдры с упорами.

768991

Подобное техническое решение имеет внутренние гидравлические центраторы для центровки торцов отдельных труб и секций при строительстве трубопроводов (2).

Отличие предлагаемого устройства от из- 5 вестного состоит в том, что упоры имеют жесткую связь между собой в виде диафрагмы, заключенной в центрирующем диске с возможностью вращения относительно его, и снабжены откидными кронштейнами для 10 центрации наружной обечайки, причем кронштейны связаны с упорами шарнирно с возможностью фиксации в крайних положениях.

При этом каждый откидной кронштейн 15 выполнен в виде гребенки для центрирования наружных обечаек различных диаметров.

Кроме того, по крайней мере один из центрирующих дисков установлен с воз- 20 можностью перемещения вдоль осп вала.

На фиг. 1 — устройство для осуществления способа, вид сбоку; на фиг. 2 — устройство для осуществления способа, вид сверху; на фиг. 3 — разрез А — А фиг. 2. 25

Устройство содержит станину, состоящую из правой 1 и левой 2 балок, соединенных направляющими 3. На левой балке установлен вал 4 с возможностью вращения в плоскости чертежа при помощи гидроцилиндров 5 и вокруг своей оси — при помощи гидроцилиндров 6. На верхнем конце вала смонтирован подшипниковый узел 7, который при горизонтальном положении вала закрепляется в кронштейне 8, установлен- з5 ном на правой балке.

На валу насажены два центрирующих диска коробчатой формы 9, причем один из дисков имеет возможность поступательного движения относительно оси вала. 40

По периметру диска установлены упоры

10, радиальное перемещение которым сообщает гидроцилиндр 11, установленный в распор между диском и диафрагмой 12.

Каждый упор соединен шарнирно с диа- 45фрагмой и шатуном 13 и снабжен откидным кронштейном 14, имеющем фиксацию в рабочем (центрирующем наружную 15 и внутреннюю 16 обечайки крепи) и откинутом положении. 50

Между наружной и внутренней обечайкой крепи устанавливаются с последующей сваркой распорные ребра 17. На направляющих, связывающих правую и левую балку устройства, установлена сверлильная головка 18 для отверстий под анкеры 19 и сверлильная головка 20 для отверстий под тампонажные пробки. Фрезеровку торцов обечаек производят с помощью фрезерных головок 21, снятие фасок под сварку колец в обсадную крепь — с помощью фрезерной головки 22.

Способ изготовления шахтной крепи типа сталь-бетон-сталь заключается в следующей последовательности операций. 65

После вальцовки карт-заготовок их сваривают в наружную 15 и внутреннюю 16 обечайки.

При поднятом вертикальном вале 4 обе ооечайки устанавливают на упоры 10 и кронштейны 14, при этом кронштейны нижнего диска находятся в рабочем положении, кронштейны верхнего — в откинутом (см. фиг. 1).

После установки обечаек закрывают кронштейны верхнего диска и фиксируют их в рабочем положении. С помощью гидроцилиндра 5 вал укладывают в горизонтальное положение и закрепляют его подшипниковый узел 7 в кронштейне 8, Затем гидроцилиндру 11 сообщают рабочий ход, диафрагма 12 вращается относительно диска 9 и через шатуны 13 сообщает радиальное усилие упорам 10, которые совместно с откидными кронштейнами 14 производят точную центрацию наружной обечайки относительно внутренней, одновременно придавая им правильную геометрическую форму цилиндра. Данное положение обечаек фиксируется установкой распорных ребер 17.

После этого кронштейны обеих дисков приводят в откинутое положение, освобождая торцы крепи для механической обработки фрезерными головками 21 и 22 (см. фиг. 2).

Сверление отверстий под анкеры 19 и тампонажные отверстия производят сверлильными головками 18 и 20. Кольцо крепи при этом вращают с помощью гидроцилиндра 6.

После окончания механической обработки торцов кольца кронштейны нижнего диска опять приводят в рабочее положение, вал 4 поднимают с помощью гидроцилиндра 5 вертикально и готовое кольцо снимают с упоров.

Способ возведения шахтной крепи в устье ствола может быть различным и зависит от принятого проекта производства работ.

Так, в частности, может быть принят вариант предварительной сварки колец в секции по 2 — 5 штук, заполнение бетоном кольцевого пространства может быть произведено до их сварки в обсадную крепь, либо непосредственно на устье ствола по мере возведения крепи. Работы по нанесению на крепь антикоррозийного покрытия и спуск крепи в шахтный ствол могут быть произведены любым из способов, разработанных отечественной и зарубежной практикой шахтостроения, Технико-экономическое преимущество предлагаемого способа возведения шахтной (сталебетонной) крепи перед известными заключается в следующем:

1. Полученные с помощью предлагаемого устройства кольца крепи имеют повышенную точность геометрических форм, что при монтаже позволяет получить качественный сварной шов, обеспечивающий герметичность крепи и необходимую вертикальность шахтного ствола.

2. Резко сократится время, необходимое для сооружения шахтного ствола, что в осложненных горногеологических условиях имеет первостепенное значение.

3. Возведение шахтной крепи из колец или секций с предварительным их бетонированием:.озволит поставить изготовление крепи нг промышленную основу и максимально автоматизировать предлагаемый способ.

Формула изобретения

1, Способ изготовления шахтной крепи типа сталь-áстон-сталь, включающий механическую обработку и вальцовку стальных листовых карт-заготовок, сварку нх в цилиндры для наружной и внутренней обечаск, последующую сварку обечаек в обсадные трубы двух диаметров, расположенных одна в другой, центрирование обечаек и их фиксацию и заполнение кольцевого пространства бетоном, отлич ающийся тем, что, с целью повышения точности геометрических размеров обечаек, перед механической обработкой производят центрирование обечаек и их фиксацию в отцентрированном положении.

2. Устройство для осуществления способа изготовления крепи типа сталь-бетонсталь, включающее вал с центрирующимп дисками, внутри которых встроены гидроцилиндры с упорами, о тл и ч а ю ще ес я тем, что упоры имеют жесткую связь между собой в виде диафрагмы, заключенной в центрирующем диске с возможностью вращения относительно его, и снабжены откидными кронштейнами для центрации наружной обечайки, причем кронштейны связаны с упорами шарнирно с возможностью фиксации в крайних положениях.

3. Устройство по п. 2, отл ич а ю щееся тем, что каждый откидной кронштейн выполнен в виде гребенки для центрирова ния наружных обечаек различных диаметров.

4. Устройство по п. 2, о тл и ч а ю ще с" с я тем, что, по крайней мере, один из цен трирующих дисков установлен с возможностью перемещения вдоль оси вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Булычев Н. С. и Абрамсон Х. И. «Крепь вертикальных стволов шахт», М. Недра, 1978, с, 215 — 216.

2. «Каталог машин для строительства трубопроводов», М. Недра, 1977, с. 108. (o

/ о) 768991

Фиг Z

/7 фиг.,7

Составитель С. Лукашова

Техред О, Павлова Корректор О, Тюрина

Редактор Т. Авдейчик

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1994/7 Изд. № 490 Тираж 626 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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