Теплоизоляционная пневмокрепь для горных выработок Советский патент 1983 года по МПК E21D11/14 

Изобретение относится к горному делу И может быть ислользовано при проходке .горны-х выработок в высокотемпературном горном массиве для их временного крепления н теплоизоляции. Известно устройство для временного крепления наклонных скважин, представляющее собой эластичную оболочку, частично выпехлненную с двойными стенками, разделенными на ряд секций. При нагнетании в секции сжатого воздуха образуется направляющий стержень, который придает оболочке свойства крепи 1J. . Недостатком устройства является то, что Эч.астичная оболочка облегчает стенку скважины по всему периметру, что нельзя (куществить в. условиях выработок, так как устройство является цельны 1. Для условий же горных выработок необходимо иметь устройство, которое состоит из отдельных .элементов, т.е. является сборным. Устройство нетранспортабельно применительно к условиям горных выработок, сложно придать форму, соответствующую форме горной выработки. Известна теплоизоляционная пневмокрепь для горных выработок, которая включает элементы крепи, выполненные из усиленной резины, эластичные оболочки, наполненные сжатым воздухом, ц-илиндрические шарниры и жесткие звенья с металлическими секторами 2. Недостатком известного устройства является невысокая эффективность теплоизоляции горных выработок при их проходке в условиях высоких температур горного массива. Это связано с тем, что теплоизоляционные свойства статического воЗдущного слоя вследствие значительного перепада температур между воздухом и породами заметно ухудшаются. Увеличивается доля радиационного теплообмена в абщем тепловом балансе, что неблагоприятно сказы вается на климатических условиях проходческих забоев и приводит к снижению производительности труда горнорабочих. Целью изобретения является повыщента .эффективности теплоизоляции путем отвода Т(гпла горных пород водой Цель достигается тем, что соединение между элементами крепи у кровли выработки снабжено кронштейном, на котором установлено распределительное устройство, плотно соприкасающееся с экраном, выполненным из эластичного пористого материала и прилегающим к боковой поверхности горной выработки, причем экран с внутренней стороны гидроизолирован полимерной пленкой и снабжен у почвы выработки желобами и сливной трубой. Распределительное устройство выпол-. нено в виде цилиндра с щелью переменного раскрытия на боковых образующих для равномерного смачивг ния экрана водой. На фиг 1 изображена теплоизоляционная пневмокрепь, вид; на фиг. 2 - схема соединения элементов каждой секции; на фиг. 3 - распределительное устройство, общий вид. Теплоизоляционная , крепь состоит из отдельных секций. Каждая секция собирается из элементов, каждый из которых представляет собой единую систему из жесткой пластины 1, выполненной из усиленной резиТ1ы и замкнутой резиновой оболочкой 2. Оболочки расположены на внешней стороне каждого элемента и снабжены ниппельным устройством для нагнетания в них сжитого воздуха. Ниппельное устройство выведено на внутреннюю сторону каждого элемента, для чего в теле пластины сделано отверстие. Для соединения элементов между собой предусмотрена система цилиндрических шарниров 3, которые вырезаются в теле жесткой пластины в месте соединения элементор. Для закрепления элементов в произвольном пространственном положении при их вращении вокруг металлической оси 4,. проходящей через систему отверстий 5, а также для придания устойчивости секции в целом, предусмотрены металлические секторы б с системой радиальных отверстий 7 и одним отверстием 8 больщого диаметра. Диаметр отверстия 8 равен диаметру оси 4. Элементы устроены так, чтобы после их стыковки между смежными шарнирами оставались зазоры для установки звеньев 9 с отверстиями 10,. внешняя сторона каждого элемента снабжена ниппелем II. Между внешней поверхностью каждого элемента и стенкой выработки помещен экран 12, выполнениый из эластичного пористого материала, который со стороны резиновых оболочек 2 Ридроизолирован полимерной пленкой 13. Пористость материала, из которого сделан экран, должна обеспечивать необходимый уровень фильтрации воды. Поэтому ее величина должна превыщать 30-40%. Экран 12 у кровли выработки соприкасается с распределительным устройством 16, которое установлено на кронштейне 4 в отверстии 15. Распределительное устройство выполнено со щелью 17 переменного раскрытия, в результате чего достигается равномерная подача воды в экран 12. Кронштейны 14 крепится к элементам крепи с номощью оси 4. Экран 12 у почвы выработки снабжен желобами 18, концы которых расположены выше их средних частей. В нижней части желобов ук реплена сливная труба 19, которая выведена через отверстие, сделанное в нижней части пластины , к сливной канавке 20. Устройство работает следующим образом. Теплоизоляционнаяпневматическая Крепь собирается и устанавливается погекцибнно. Для этого элементы секции (ко-. .Саичеотво элементов подбирается в завнсимости от сечения выработки) укпадывают на почву выработки таким образом, чтобы совпали, отверстия 5 цилиндрических шарниров 3 смежных элементов. Впредусмотренные зазоры вставляются звенья 9. Через систему шарниры-звенья смежных элементов устанавливается ось 4, которая на выходе из элемента крепится гайкой. К каждому звену 9 крепятся по два металлических сектора 6. При этом отверстия 8 и 10 должны совпасть. Система отверстий 8 и 10 крепится болтами. На стыке элементов, «оторыё при установке крепи находятся в ерхней точке кровли выработки, с помошью оси 4 и гаек крепятся кронштейны 14. этого на элементы секции укладывается «эластичный экран 12, который со стороны крепи гидроизолирован полимерной пленtofi,13. Секция крепи поднимается-и усТа Мавливается в выработке так, чтобы она Ьблегала поверхность выработки (т.е. при-; дается форма, соответствующая сечению выработки). Далее, вращая секторы 6, устанавливают их так, чтобы угол между внещ. ними образующими был равен углу между .соответствующими элементами. При этом (радиальные ряды отверстий 7 в плоскости секторов должны совпасть, после чего они .крепятся болтами, количество которых тодбирается по числу совпавших отверстий в радиальных рядах. В отверстия 15 кронАлтейное 14 устанавливается распределй ьное устройство 16, которое с одной стороны сообщается с трубопроводом для подачи воды, а с другой или наглухо закры:вается или соедиТчяется саналогичным распределительным устройством соседней секции. На почву выработки между пласти1йой 1 и стенкой выработки укладываются желоба 18, в которые вводится конец эласАтичного экрана 12. В нижней части жс.ю бов укрепляется сливная трубка 19, которая выводится к слнвной канавке 20 чере:з cпeциaльf oe отверстие, выполненное в НИЖ ней части пластины 1. Через ниппеля 1I в резиновые оболочки 2 производится нагнетание сжатого воздуха, в результате чего эластичный пористый экран 12 плотно прижимается к стенкам выработки и .к распределительному устройству 16. В распределительное устройство 16 подается холодная вода, котораячерез щель 17 переменного раскрытия равномерно смачивает пористый эластичный экран 12. В процессе фильтрации через экран 12 вода нагревается за счет тепла пород, в свою очередь охлаждая их. Нагретая вода попадат в желоба 18 и отво- дится с помощью сливной трубки 19 в ка навку 20. -4 Предлагаемое изобретение по сравне- нкю с известным обеспечивает снижение температуры поверхности горной вырабоТкн, предварительное охлаждение горногомассива, что позволяет сократить затраты на регулирование теплового режима после снятия крепи, возможность гибкого регулирования толщины слоя эластичного пористого материала и колличества фильтрующейся по нему воды за счет нагнетания в; оболочки разных колличеств воздуха, а так-; же более равномерное распределение нагрузки со стороны горных пород на крепь. . Применение изобретения для временного крепления и теплоизоляции горных выработок 15 условиях высоких температур по-. родного массива позволит существенно повысить эффективность теплоизоляции н при .ведет к нормализации ютиматических- усло (пий в проходческих забоях..

ffi П

ш

1. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ ПНЕВМОКРЕПЬ ДЛЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, включающая элементы крепи, выполненные из усиленной резины, эластичhbie оболочки, наполненные сжатым воз- . духом, цилиндрические шарниры и жесткие звенья с металлическими секторами, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности теплоизоляции путем отвода тепла горных пород водой, соединение между элементами крепи у кровли выработки снабжено кронштейном, на котором установлены распределительное устройство и экран, выполненный из эластичного пористого материала и прилегающий к боковой поверхности горной выработки; причем экран с внутренней стороны гидроизолирован полимерной пленкой и снабжен у почвы . выработки желобами и сливной трубой. 2. Пневмокрепь по п- 1-. отличающаяся тем, что распределительное устройство выполнено.в виде цилиндра с целью переменС О ного раскрытия на боковых образующих для равномерного смачивания экрана водой. 15 13 /2 4 СО оо С/э 1в