КОСТЕР ДЛЯ ОХРАНЫ ВЫЕМОЧНЫХ ВЫРАБОТОК Российский патент 1997 года по МПК E21D15/48 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для охраны выемочных выработок на пологих и наклонных пластах полезного ископаемого мощностью до 2,0 м.

Известно устройство для охраны выемочных штреков, состоящее из П-образных железобетонных элементов, располагаемых так, что внутри образуется полость, которая может быть заполнена породой или строительным раствором (см. авт. св-во N 461230, кл. E 21 D 15/48, 1971). Сверху конструкция перекрывается накатником.

Названное устройство имеет следующие недостатки: значительная площадь поверхности П-образного элемента не позволяет обеспечить плотного контакта с волнистой почвой, что ограничивает область применения конструкции; отсутствие деревянных или резиновых прокладок между железобетонными элементами обуславливают ненадежную работу устройства; заполнение внутренней полости породой не дает существенного увеличения несущей способности устройства; т.к. в работе конструкции не обеспечивает необходимого уплотнения породы; большой вес элементов усложняет их установку.

Наиболее близким решением к заявляемому является опора подземной выработки, имеющая один вертикальный столб и расположенные стопой опорные элементы, окружающие столб (см. патент Великобритании N 2137256, кл. E 21 D 15/48, 1984). Опорные элементы образуют составной блок, состоящий из продолговатых бровей и кирпичей из бетона.

Недостатком указанной опоры являются слабые связи между бетонными кирпичами, а также между бетонными кирпичами и бревнами. При действии сил, отклоненных от нормали к опорной поверхности, возможно смещение и выдавливание кирпичей из конструкции, что снижает его несущую способность.

Целью изобретения является повышение надежности охранной конструкции за счет усиления связей между элементами костра.

Поставленная цель достигается тем, что в костре для охраны выемочных выработок, представляющим собой пустотелую колонну, стенки которых сложены из отдельных одинаковых по поперечному сечению и длине деревянных элементов, установленных попарно по периметру охранной конструкции с перевязкой под прямым углом каждой пары по краям с двумя смежными парами, все пустоты в стенках колонны, а также углы ее внутренней полости заполнены твердеющим материалом.

В результате такого выполнения костра твердеющий материал плотно прилегает к неровной поверхности деревянных элементов, что обеспечивает их совместную работу даже при действии сил на охранную конструкцию, отклоненных от нормали. Плотный контакт твердеющего материала с поверхностью почвы исключает возникновение точечных нагрузок, разрушающих его. Отвердевшее заполнение углов внутренней полости позволяет в начальный период нагружения работать костру как обрезной конструкции, т.е. служить режущей опорой, за которой происходит обрушение непосредственной кровли. Смещения основной кровли вызывают скалывание и разрушение отвердевшего заполнения углов внутренней полости и деформации деревянных элементов. Наличие деревянных элементов в охранной конструкции обеспечивает ее податливость до 25% что исключает разрушение отвердевшего материла при неизбежных смещениях основной кровли. Поэтому при работе костра в податливом режиме его несущая способность не уменьшается.

На фиг. 1 изображен костер, общий вид; на фиг. 2 изображен костер в период его возведения.

Костер включает пустотелую колонну, состоящую из деревянных элементов 1, изготовленных, например, из шпального бруса. Две пары деревянных элементов первого ряда костра укладываются на почву пласта позади крепи лавы выработки со стороны выработанного пространства. На них под углом 90^o укладываются две пары деревянных элементов второго ряда так, чтобы все элементы первого ряда по краям были перевязаны. Ряды деревянных элементов костра наращиваются один на другой на всю мощность пласта. Деревянные элементы верхнего ряда расклиниваются с кровлей. Затем во внутреннюю полость костра через зазор между деревянными элементами предпоследнего ряда и кровлей вводится эластичная оболочка 2 цилиндрической формы, служащая внутренней опалубкой. Производится наполнение ее сжатым воздухом через клапан 3. В этот же зазор устанавливается деревянная пробка 4. После этого на внешней поверхности костра устанавливается наружная опалубка 6 произвольной конструкции с отверстием для штуцера 5. К штуцеру подключается нагнетательный рукав 7 и производится нагнетание твердеющего материала 8 в один из углов внутренней полости. Растекаясь, он заполняет зазоры между параллельными рядами деревянных элементов, между деревянными элементами второго ряда и почвой, между деревянными элементами предпоследнего ряда и кровлей пласта, углы внутренней полости. После схватывания твердеющего материала снимается наружная опалубка, вынимается деревянная пробка, с помощью клапана выпускается воздух из эластичной оболочки и производится ее извлечение через зазор, в котором была установлена пробка.

Предлагаемый костер имеет большую площадь контакта с кровлей и почвой пласта, что уменьшает возможность его "обыгрывания" малоустойчивыми породами и увеличивает устойчивость при действии косонаправленных нагрузок. Использование в кострах твердеющего материала позволяет применять их на пластах с волнистой почвой, исключает возникновение точечных нагрузок, обеспечивает совместную работу элементов, что повышает несущую способность и надежность охранной конструкции.

На шахте "Юбилейная" ПО "Ростовуголь" ведутся работы по испытанию предлагаемого костра для охраны выемочных выработок.

Использование: для охраны выемочных выработок на пологих и наклонных пластах полезного ископаемого мощностью до 2 м. Сущность изобретения: костер для охраны выемочных выработок включает колонну из продолговатых брусьев, установленных попарно по периметру костра с перевязкой под прямым углом каждой пары по краям с двумя смежными парами. В центральной части костер имеет полость, в которую вводится внутренняя опалубка, например, в виде эластичной надувной оболочки. Внешняя оболочка имеет отверстия для штуцера. Твердеющим материалом заполнены только пустоты между деревянными элементами и углы полости с помощью шланга, подключаемого к штуцеру. 2 ил.

Костер для охраны выемочных выработок, включающий колонну, состоящую из брусьев, установленных попарно по периметру костра с перевязкой под прямым углом каждой пары по краям с двумя смежными парами, отличающийся тем, что в центральной части костер имеет полость и снабжен опалубками: внутренней в виде, например, эластичной надувной оболочки, вводимой в центральную полость, и внешней с отверстием для штуцера, а твердеющим материалом заполнены пустоты между деревянными элементами и углы полости с помощью шланга, подключенного к штуцеру.