Многослойная крепь горной выработки Советский патент 1983 года по МПК E21D5/00 

Изобретение относится к горнодоб вающим отраслям промышленности и предназначено для крепления капитальных горных выработок, преимущес венно вертикальных шахтных стволов, в тяжелых горногеологических и гидрологических условиях. Для поддержания выработок в тяже лых горногеологических условиях известны многослойные чугунобетонные и сталебетонные крепи, состоящие из одного или нескольких слоев бетона и чугунных тюбингов или стальных обечаек 1 . Недостатком этих крепей является трудность обеспечения совместной ра боты отдельных слоев. Наиболее близкой к изобретению является многослойная крепь горной выработки, включающая внутреннюю во донепроницаемую оболочку, наружный слой из монолитного бетона и соединяющие эти слои анкера, замковые части которых р.азме1даны в слое моно литного бетона С2. Недостатком этой крепи является недостаточная ее надежность при бол шом напоре грунтовых вод, так как в этом случае может произойти наруи ение крепи на контакте слоя монолитного бетона с водонепроницаемой обо лоч кой. Цель изобретения - повышеь ие надежности крепи путем предотвращения нарушений крепи на контакте слоя монолитного бетона с водонепроницаемой оболочкой . Поставленная цель достигается тем что в многослойной крепи горной выработки, включающей внутреннюю водонепроницаемую оболочку, наружный слой из монолитного бетона и соединяющие эти слои анкера, замковые части которых размещены в слое монолитного бетона, анкера выполнены пустотелыми q перфорацией и снабжены предохранительными клапанами, размещенными в местах их соединения с внутренней водонепроницаемой оболочкой . На чертеже изображена конструкци5 предлагаемой многослойной крепи. многослойная крепь горной выработ ки включает чугунные (, железобетонны тюбинги или стальные обечайки 1, пус тотелые анкерд 2 с перфорацией, соединенные с тюбингами 1, защитную сет куЧфильтр 3, служащую для предотвр щениязакупорки перфорации анкера 2 бетоном при возведении крепи, моноли ный бетон 4 и предохранительный клапан 5. Технология возведения крепи следу ющая. При продвигании забоя горной выра ботки в обводненных породах на одну заходку устанавливают тюбинги или обечайки 1 и пустотелые анкера 2 с перфорацией и защитной сеткой 3. Анкер 2 устанавливают в отверстие тюбинга 1, соединяя анкер 2 с последним. Отверстия предусмотрены стандартом в каждом тюбинге (обечайке ) 1. Защитная сетка 3 служит для предотвращения закупорки перфорации анкера 2 бетоном при возведении крепи. После установки тюбингов ( обечаек у 1 между ними и породным массивом обт разуется зазор, равный проектной толщине бетона 4. в этот заэор укладывают монолитный бетон 4, который отверждаясь схватывается с одной стороны с породным масси-вом, а с другой стороны- с тюбингом 1 и анкерами 2. Такая схема возведения Ь1ногослойной крепи обеспечивает плотный контакт бетона 4 с породным массивом и тюбингами 1. Анкера 2 в месте соединения их с тюбингами 1 оборудуют предохранительным клапаном 5. Крепь работает следующим образом, Вода в обводнённых породах оказывает всестороннее, давление на бетон 4 и благодаря фильтраций проникает через бетон 4 по направлению к тюбингам 1. Встречая на своем пути пустотелый анкер 2 с перфорацией, вода в первую очередь поступает внутрь анкера 2, поскольку перфорация находится ближе к обводненным породам, чем тюбинги 1. В месте соединения с тюбингами 1 перфорация отсутствует, поэтому, собираясь в анкере 2, вода воздействует непосредственно на предохранительный клапан 5, который рассчитан на меньщее давление, чем несущая способность крепи, поэтому он срабатывает при давлении воды, недопускакндем разрушение крепи, и, что самое главное, не допускает отрыва тюби-нгов 1 от бетона 4. Выливаясь из клапана 5, вода попадает в водоулав1ли.вающие кольца или по трубкам отводится в водосборник. Таким образом, срабатывание клапана 5 зависит от величины гидростатического, напора в обводненных породах (в случае, если напор превышает давление клапана , свойств бетона 4 ( наличие пустот, плотность укладки, качества и т.п.) и кратчайшего пути проникновения воды от обводненных пород до перфорации анкера 2. Заполняя пустоты бетона 4, вода попадает через перфорацию внутрь анкера 2 и напор начинает возрастать до давления клапана 5. Клапан 5 открывается, вода сбрасывается и давление понижается. В бетоне 4 образуется депрессионная воронка. Со временем, в зайисимости от коэффициента фильтрации бетона 4, давление воды на клапан 5 снова восстанавливается до величины его срабатывгюия и цикл повторяется.

310401574

образом, клапан 5 регулируетдосборник. Цикл вновь повторится, гидростатическое давление на крепьгидростатический напор вновь уменьдотех пор, пока давление воды в ito-шится и давление на крепь снизится, родах не станет меньшим давленияПрименение предлагаемой многослойсрабатывания клапана 5. С течениемной крепи позволит решить задачу повремени в результате либо внешнехх) 5вышения устойчивости многослойной притока водц, либо объединения несколь-крепи путем автоматического регулироких водоносных горизонтов гидроста-ванйя гидростатического напора на тический напор .в бетоне 4 можеткрепь на необходимом уровнеj и исвновь возрасти до -величиИы, при ко-ключить вероятность отрыва металлигорой .вода в пустотелом анкере 2 сво-10ческой колонны Из тюбингов (обечаек им давлением откроет предохранитель- -от бетона при увеличении внешнего наный Клапан 5 и будет сброшена в во-пора.

МНОГОСЛОЙНАЯ КРЕПЬ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ, включающая внутреннюю водонепроницаемую оболочку, наружный слой из монолитного бетона и соединяющие эти длои анкера,замковые части которых размещены в слое монолитного бетона, отличающаяс я тем, что, с целью повышения надежности крепи путем предотвра11ения нарушений крепи на контакте слоя монолитного бетона с водонепроницаемой оболочкой, анкера выполнены пустотелыми с перфорацией и снабжены предохранительными клапанами, размещенными в местах их соединения с внутренйей водонепроницаемой оболочкой. (Л СП