Опускная крепь для проходки вертикальных стволов в плывунах Советский патент 1984 года по МПК E21D1/08 

t1 Изобретение относится к области горного дела и может быть использова но при проходке шахтных стволов в рыхлых обводненных породах,включая пльшуны.,. Известна опускная крепь для проходки в.ертикальных стволов, содержащая ножевое кольцо, которое разделено на несколько независимо нагружаемых секций, каждая из которых оснащена одним поршнем, перемещающимся относительно опускной крепи для избирательного воздействия на забой LI3. Недостатком этой опускной крепи является сложность конструктивного/ исполнения ножевого кольца и ограниченность его действия (незначительное вьивижение секций ножевого кольца). В то же время необходим обеспечить высокую надежность работы поршней в ножевом кольце, так как их ремонт при проходке затруднителе Однако этого достичь не всегда удаНаиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является опускная крепь для проходки вертикальных стволов в пльгоунах, вьшолненная с полком под размывочное оборудование и ножевым кольцом.- Проходка осуществляется за счет равномерности подмьгоа песков и опускания крепи Гз 3. Недостатком такой опускной крепи является то, что при размыве плывуна необходима выемка значительного количества породы, так как в этом случае порода поступает внутрь ство ла (в его забойную часть) из-под ножевого кольца из закрепного прост ранства. Данньй фактор значительно повышает стоимость проходки и снижа ет скорость. Цель изобретения - повьш1ение ско рости проходки. Цель достигается тем, что извест ная опускная крепь для проходки вертикальных стволов в плывунах, включакнцая полок под размывочное об рудование и ножевое кольцо, снабжен расположенным коаксиально ножевому кольцу внутренним режущим кольцом, установленным с возможностью продол ного перемещения посредством домкра тов, и фильтрующими элементами, раз мещенными между внутренним режущим кольцом и опускной крепью. 1 На фиг.1 приведен продольный раз-, рез опускной крепи в районе ножевого кольца и показана величина заглубления внутреннего режущего кольца в породу на фиг.2 - вид сверху на фиг,1} на фиг.З - щзодольньй разрез опускной крепи в районе ножевого кольца с внутренним режз/щим кольцом, находящимся в верхнсгм положении}на фиг.4 - общий вид опускной крепи. Опускная крепь для проходки вертикальных стволов в пльшунах состоит КЗ привода 1 к консольному горизонтальному насосу 2, установленньк на полке 3. Последний размещен в водозаборной камбре 4, имеющей в своей донной части фильтрующий элемент, представляющий собой, например, фильтрационную двухслойную решетку, состоящзто снаружи из проволочного опорного каркаса 5, выполгравийного слоя 6 и перфорированной пластины 7 изнутри. Над перфорированной пластиной 7 установлен внутренний водоприемный фильтр 8, соединенный с всасывающим патрубком 9консольного горизонтального насоса 2. Нагнетательный трубопровод 10выведен.наружу водозаборной камеры 4. Таким образом пространство (зазор) между ножевым кольцом 11 опускной крепи и внутренним режупшм кольцом 12 образуют водозаборные камеры 4 по периметру. Внутреннее режущее кольцо 12 в своей верхней части имеет боковые выступы 13, которые являются упорами для подпятников штоков 14 домкратов 15. Домкраты 15 размещены в герметичных отсеках 16. Нижние пластины 17 с угловыми стойками 18 обеспечивают жесткость всей конструкции герметичных отсеков 16. Кроме того, внутреннее режущее кольцо 12 расположено коаксиально ножевому кольцу 11. Зазор между внутренним режущим кольцом 12 и стенками водоза,борных камер 4 и герметичньгх отсеков 16 с домкратами 15 перекрыт манжетой 19. Работа опускной крепи основывается на факторе гидростатического взвешивания песчаных частиц, искусственно создаваемого восходящим потоком при выборе (откачке) воды и восстановлением уровня ее до статического, при этом происходит процесс разуплотнения песка - грун-. та, т.е. понижение степени плотное ти, увеличение коэффициента пористости, что в свою очередь повышает скорость проходкч шахтного ствола в обводненных песчаных породах и уменьшает объем выемки. Величина заглубления внутреннего режущего кольца в породу, при котором создаются лучшие условия вьшоса пород из-под ножевого кольца, одновременно изолируя в качестве водонепроницаемой перемычки центральную часть забоя, увязывается с углом внутреннего трения породы под водой, что видно из схемы, приведе ной на фиг.1 , () , где h - величина заглубления вну реннего режущего кольца в породу относительно верхней кромки ножевого, кольца - высота ножевого кольца крепи; eL - угол естественного откоса породы под водой. Назначение остальных величин видно из фиг.1. Предлагаемая опускная крепь работает следуюирм образом. включении привода 1 вступае в действие консольный горизонтальный насос 2, установленный на полке 3 в. водозаборной камере 4. Грун вая вода постзгпает через, проволочный опорньй каркас 5, удерживающий сортированный гравийный слой 6, и перфорированную пластину 7. Далее через внутренний водоприемный фильтр 8 вода поступает во всасыва щий патрубок 9 и через упомянутый насос 2 - в нагнетательный трубопровод 10, затем - на поверхность. Происходит подтягивание (перемещение) песчаных частиц к фильтрационной двухслойной решетке между торцом ножевого кольца и стенкой внутреннего режущего кольца 12, имеющего в .верхней части боковые выступы° 13, соединенные со штоками 14 домкратов 15, установленных в герметических отсеках 16, имеющих нижние пластины 17с угловыми стойками 18. Манжета 19 перекрывает зазор между подвижным внутренним режущим кольцом и стенками водозаборных камер 4 и герметичных отсеков 16. В отрезок времени, соответствующий разуплотнению породы в забойной части (синхронное отключение насосов при сработке уровня в водозаборных камерах), в-ключают основные домкраты для задавливания крепи, находящиеся на поверхности (условно не показаны) , и одновременно поднимается внутреннее режущее кольцо 12 посредством вьщвижения штоков 14 домкратов 15. Поскольку величина угла для песков не превьш1ает 20°, при подъеме внутреннего режущего кольца порода поступает из периферийных частей забоя к его центру - в зону работы грейферного погрузчика (условно не показан) и вьщается им на поверхность. После уборки породы опускается на предельную глубину внутреннее режущее кольцо 12, и весь процесс повторяется. Использование предлагаемого изобретения позволит повысить скорость проходки вертикальных шахтных стволов.в плывунах.

::::-: -л.чс:/.- -L-V .-:-: :

й/г.5

ОПУСКНАЯ КРЕЦЬ ДЛЯ.ПРОХОД-, КИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ ВПЛЫВЯ(%/ включающая полок под размывочжхй. оборудование и ножевое кольцо, отличающаяся .тем, что, с целью повьшения скороста проходки, она снабжена расположенным коаксиально ножевому кольцу внутренним режущим кольцом, установл нным с возможностью продольного перемещения посредством домкратов,, и фильтрующими элементами, размещенными меязду внутренним режущим кольцом и опускной крепью. сл о ОР