Рукав для крепления горной выработки твердеющей массой Российский патент 2024 года по МПК E21D11/10 E21D5/11 

Предлагаемое изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при креплении капитальных и подготовительных горных выработок в качестве несъемного формообразующего и опорного устройства для твердеющей массы.

Известно несъемное формообразующее и опорное устройство для твердеющей массы (пат. РФ №175401 U1, МПК E21D 11/10, E21D 5/11, опубл. 04.12.2017, Бюл. 34). Формообразование твердеющей массе обеспечивает тканевая лента, которая, совместно с поперечными ребрами жесткости, образует гибкое перекрытие, пространство между которым и окружающей горной породой подлежит заполнению твердеющей массой. Гибкое перекрытие может сворачиваться в рулон для транспортирования и легко разворачиваться совместно с ребрами жесткости на несущую часть крепи горной выработки. Ребра жесткости закреплены по всей ширине ткани, что облегчает изготовление гибкого перекрытия. Однако требуется применение дополнительных материалов и работы по ограждению торцов гибкого перекрытия от вытекания твердеющей массы.

Известно техническое решение (пат. Германии DE 102004029669, МПК E21D 11/15, опубл.14.04.2005), согласно которому гибкое перекрытие образовано тканевой лентой, в каналах которого по ее ширине размещены ребра жесткости. Каналы образованы сшитыми складками тканевой ленты, которые усложняют конструкцию и технологию изготовления. Недостатком также является то, что плоская форма ленты обуславливает необходимость применения дополнительных материалов и работы по ограждению торцов гибкого перекрытия от вытекания твердеющей массы.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является опалубка для крепления горной выработки (пат. РФ №2702308 С1, МПК E21D 11/10, опубл. 07.10.2019, Бюл. 28), представляющая собой рукав для крепления горной выработки твердеющей массой, содержащий удлиненную полость, ограниченную имеющей продольные и поперечные волокна тканью и имеющую хотя бы одно отверстие для подачи в нее твердеющей массы, а также поперечные ребра жесткости, выполненные с функцией опоры для твердеющей массы и установленные с шагом вдоль удлиненной полости на ткани на длине менее половины периметра поперечного сечения рукава, располагаясь между волокнами ткани, либо при помощи одной или нескольких узких лент ткани, которые расположены продольно ребрам жесткости и сшиты с тканью рукава таким образом, что охватывают ребра жесткости. Такая конструкция обеспечивает более легкое возведение крепи горной выработки из-за регулирования высоты, ширины слоя твердеющей массы, которая формируется полостью рукава, однако закрепление ребер жесткости на ткани, которое может происходить путем вплетения между волокон ткани в процессе ее изготовления, сопряжено с усложнением технологии плетения ткани, особенно в данном случае, когда установка ребер жесткости производится ткацким станком на длине части периметра поперечного сечения рукава, а значит на неполную ширину изготавливаемой ткани. Если же установка ребер жесткости между волокнам ткани происходит узкими лентами дополнительной ткани или иными хомутами из ткани, то это усложняет процесс изготовления рукава из-за дополнительных элементов, а для обеспечения необходимой высоты/ширины слоя твердеющей массы требуется множество таких хомутов с целью изменения длины части периметра поперечного сечения рукава, в которую установлены ребра жесткости, что усложняет изготовления рукава еще в большей степени.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение затрат на возведение крепи, путем облегчения обеспечения необходимой ширины и/или высоты твердеющей массы, заполняющей пространство между рамами крепи и контуром горной выработки с одновременным уменьшением затрат на изготовление рукава для крепления горной выработки твердеющей массой.

Для достижения указанного технического результата, в рукаве для крепления горной выработки твердеющей массой, содержащем удлиненную полость, ограниченную имеющей продольные и поперечные волокна тканью и имеющую хотя бы одно отверстие для подачи в нее твердеющей массы, а также поперечные ребра жесткости, выполненные с функцией опоры для твердеющей массы и установленные с шагом вдоль удлиненной полости на ткани на длине менее половины периметра поперечного сечения рукава, располагаясь между волокнами ткани, применены следующие новые признаки.

Поперечные волокна в процессе плетения ткани в местах установки ребер жесткости разрежены менее плотным их расположением и до такой степени, при которой ребра жесткости могут быть установлены на уже изготовленной ткани путем их продевания в раздвигаемые ее волокна. Области разрежения поперечных волокон расположены полосами по всему периметру поперечного сечения удлиненной полости или его части, подлежащей для установки ребер жесткости.

В частном случае, расположение областей разрежения поперечных волокон полосами по части периметра поперечного сечения удлиненной полости обеспечено тем, что использована часть ткани без разрежения поперечных волокон, которая вдоль удлиненной полости сшита с тканью, имеющей области разрежения поперечных волокон.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где изображен рукав для крепления горной выработки твердеющей массой, заполненный твердеющей массой и расположенный между рамами крепи и горным массивом, где на фиг. 1 - поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2.

Рукав для крепления горной выработки твердеющей массой 1 содержит удлиненную полость, ограниченную имеющей продольные 2 и поперечные 3 волокна тканью 4. Волокна могут быть выполнены, например, из полипропилена или вместо них могут быть использованы нити из другого материала, что не изменяет сущность технического решения.

Удлиненная полость образована благодаря сворачиванию ткани 4 в форму рукава, концы которого закрыты, например, при помощи зажимов, сшивания или их связыванием в обхват. Удлиненная полость может быть выполнена с возможностью выхода оставшегося после сворачивания рукава в рулон воздуха наружу, например, путем использования воздухопроницаемой ткани 4. Ткань 4 может быть выполнена из синтетических негорючих волокон и со свойством, обеспечивающим дренирование или испарение воды, входящей в состав твердеющей массы 1, а также доступ воздуха атмосферы для обеспечения застывания твердеющей массы 1.

Удлиненная полость имеет хотя бы одно отверстие для подачи через него твердеющей массы 1, отверстие может быть оснащено горловиной 5; может быть выполнено несколько отверстий с горловиной 5, например, одно из которых расположено в середине удлиненной полости, а другие по ее сторонам. Горловина 5 может быть выполнена в виде узла герметизации соединения внешнего гибкого трубопровода 6 с удлиненной полостью.

Имеются поперечные ребра жесткости 7, которые, например, являются металлическими прутками. Ребра жесткости 7 закреплены на ткани 4 с шагом вдоль удлиненной полости и выполнены с функцией опоры для твердеющей массы 1 благодаря достаточной для этого прочности и жесткости. Функция опоры реализуется при использовании рукава для крепления горной выработки твердеющей массой 1, путем операния концов ребер жесткости 7, например, на рамы 8 крепи.

Ребра жесткости 7 установлены на ткани 4 располагаясь между продольными 2 и поперечными 3 ее волокнами (фиг. 3). Для этого поперечные волокна 3 в процессе плетения ткани 4 в местах установки ребер жесткости 7 разрежены менее плотным их расположением и до такой степени, при которой ребра жесткости 7 могут быть установлены на уже изготовленной ткани 4 путем их продевания в раздвигаемые ее волокна, а области разрежения поперечных волокон 3 расположены полосами по всему периметру поперечного сечения удлиненной полости или его части, подлежащей для установки ребер жесткости 7. В последнем случае, расположение областей разрежения поперечных волокон 3 полосами по части периметра поперечного сечения удлиненной полости обеспечено тем, что использована часть ткани 4 без разрежения поперечных волокон, которая вдоль удлиненной полости сшита с тканью 4, имеющей области разрежения поперечных волокон 3.

Отверстие с горловиной 5 может быть расположено со стороны размещения ребер жесткости 7, либо на противоположной от них стороне, если это является более удобным для подведения твердеющей массы 1 внутрь удлиненной полости.

Поперечные ребра жесткости 7 закреплены на ткани 4 на длине менее половины периметра поперечного сечения удлиненной полости. Чем больше разница длин периметра поперечного сечения удлиненной полости и ребер жесткости 7, установленных на ткани 4, тем большее количество твердеющей массы 1 может быть размещено в удлиненной полости и тем больший зазор может быть закрыт между рамами 8 крепи и контуром горной выработки 9.

В качестве твердеющей массы 1 может быть использован жидкий песчано-цементный раствор с добавлением гравия или без него, либо другие твердеющие составы веществ с химическим отвердением.

Используют рукав для крепления горной выработки твердеющей массой 1 следующим образом.

В области разрежения поперечных волокон 3 устанавливают ребра жесткости 7, для этого раздвигают продольные 2 волокна ткани 4. При этом из-за достаточного разрежения поперечных волокон 3, последние совмещаются, сдвигаясь вдоль продольных волокон 2, что обеспечивает легкое проникновение между ними ребер жесткости 7 (фиг. 3). Вход и выход ребер жесткости 7 в ткань 4 производят либо прокалыванием ткани 4 ребрами жесткости 7, либо образованием отверстий другим способом. Таким образом, длина части периметра поперечного сечения удлиненной полости, на которой поперечные ребра жесткости 7 закреплены на ткани 4 может легко выбираться в зависимости от необходимого соотношения высоты и ширины удлиненной полости, что достигается в пределах расположенных областей разрежения поперечных волокон 3 полосами как по всему периметру поперечного сечения удлиненной полости, так и по его части. Поэтому обеспечивается облегчение и оперативность создания необходимой ширины и/или высоты твердеющей массы 1, заполняющей пространство между элементами 8 рамной крепи и контуром горной выработки 9 с одновременным удешевлением из-за уменьшения сложности изготовления рукава для крепления горной выработки твердеющей массой 1, так как для этого ткань 4 содержит разреженные полосы поперечных волокон 3, получаемые в процессе ее плетения, что дает возможность ее изготовления обычными способами плетения, только с разной плотностью поперечных волокон 3, что удешевляет изготовление. В частном случае, когда расположение областей разрежения поперечных волокон полосами по части периметра поперечного сечения удлиненной полости обеспечено тем, что использована ткань 10 (фиг.4) без разрежения поперечных волокон, которая вдоль удлиненной полости сшита с тканью 4, имеющей области разрежения поперечных волокон 3, обеспечено еще большее удешевление, так как уменьшается количество ткани 4, требующей специального плетения с разрежением поперечных 3 волокон, а ткань без разрежения может быть изготовлена обычным способом из более дешевых материалов.

Пустой рукав для крепления горной выработки твердеющей массой 1, предварительно свернутый в рулон, раскатывают на рамы 8 крепи таким образом, чтобы концы ребер жесткости 7 оперались на соседние рамы. С помощью горловины 5 или иным способом удлиненную полость соединяют с внешним трубопроводом 6, по которому затем подают твердеющую массу 1.

Твердеющая масса 1 под давлением поступает в удлиненную полость и расширяет ее до тех пор, пока позволяет зазор между рамами 8 крепи и контуром горной выработки 9. При этом твердеющая масса 1 становится заключенной в объеме удлиненной полости и не вытекает с торцов возводимой крепи горной выработки, чем исключаются потери и пролив твердеющей массы 1.

После заполнения удлиненной полости твердеющей массой 1 отсоединяют трубопровод 6 и герметизируют удлиненную полость, например, при помощи перетягивания хомутом проходного отверстия горловины 5, либо ее отверстие перекрывают заслонкой. Затем ожидают застывания твердеющей массы 1, после чего застывшая твердеющая масса 1 получает несущую способность, которую реализует в дальнейшем совместно с ребрами жесткости 7. В частном случае, при использовании ткани 4, имеющей возможность дренирования составляющей твердеющую массу 1 воды, процесс застывания твердеющей массы 1 проходит в оптимальном режиме.

Таким образом, облегчается обеспечение необходимой ширины и/или высоты слоя твердеющей массы 1, заполняющей пространство между элементами рамной крепи 8 и контуром горной выработки 9. Поэтому установка ребер жесткости 7 в участки ткани 4 с разреженными поперечными волокнами 3 одновременно приводит как к улучшению технологичности применения, так и к уменьшению затрат на изготовление рукава для крепления горной выработки твердеющей массой 1, что ведет к снижению затрат на возведение крепи.

Рукав для крепления горной выработки твердеющей массой относится к горной промышленности и может быть использован при креплении капитальных и подготовительных горных выработок в качестве несъемного формообразующего и опорного устройства для твердеющей массы. Удлиненная полость ограничена имеющей продольные (2) и поперечные (3) волокна тканью, имеет хотя бы одно отверстие для подачи в нее твердеющей массы (1), поперечные ребра жесткости (7), выполненные с функцией опоры для твердеющей массы и установленные с шагом вдоль удлиненной полости на ткани на длине менее половины периметра поперечного сечения рукава, располагаясь между волокнами ткани. Поперечные волокна (3) в процессе плетения ткани в местах установки ребер жесткости (7) разрежены менее плотным их расположением и до такой степени, при которой ребра жесткости (7) могут быть установлены на уже изготовленной ткани путем их продевания в раздвигаемые ее волокна. Области разрежения поперечных волокон (3) расположены полосами по всему периметру поперечного сечения удлиненной полости или его части, подлежащей для установки ребер жесткости (7). Снижаются затраты на возведение крепи, путем облегчения обеспечения необходимой ширины и/или высоты твердеющей массы (1), заполняющей пространство между рамами крепи и контуром горной выработки с одновременным уменьшением затрат на изготовление рукава для крепления горной выработки твердеющей массой (1). 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Рукав для крепления горной выработки твердеющей массой, содержащий удлиненную полость, ограниченную имеющей продольные и поперечные волокна тканью и имеющую хотя бы одно отверстие для подачи в нее твердеющей массы, а также поперечные ребра жесткости, выполненные с функцией опоры для твердеющей массы и установленные с шагом вдоль удлиненной полости на ткани, на длине менее половины периметра поперечного сечения рукава, располагаясь между волокнами ткани, отличающийся тем, что поперечные волокна в процессе плетения ткани в местах установки ребер жесткости разрежены менее плотным их расположением и до такой степени, при которой ребра жесткости могут быть установлены на уже изготовленной ткани путем их продевания в раздвигаемые ее волокна, области разрежения поперечных волокон расположены полосами по всему периметру поперечного сечения удлиненной полости или его части, подлежащей для установки ребер жесткости.

2. Рукав для крепления горной выработки твердеющей массой по п. 1, отличающийся тем, что расположение областей разрежения поперечных волокон полосами по части периметра поперечного сечения удлиненной полости обеспечено тем, что использована часть ткани без разрежения поперечных волокон, которая вдоль удлиненной полости сшита с тканью, имеющей области разрежения поперечных волокон.