Способ крепления вертикальных и наклонных горных выработок и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК E21D5/00 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к креплению вертикальных и наклонных горных выработок. Известен способ крепления шахтных стволов с применением колец, сташьных канатов и лебедки. Способ осуществляется путем опускания последующих колец крепи по канатам, натянутым передовым кольцом СШ . Недостатком способа является то, что под действием горного давления в сложных горно-геологических условиях стенки скважины деформируются, что затрудняет спуск колец в выработ ку и повторное использование крепи.. Наиболее близким к предлагаемому является способ крепления вертикальных горных выработок и устройство для его осуществления, включающее установку каждой секции крепи на пре дыдущую на верхнем сопряжении закреп ляемой выработки, опускание секций крепи на крестовине, подвешенной на монтажных канатах тягового механизма, установленного на верхнем сопряжении выработки, раздвигание секций крепи до полного сечения с фиксацией их в этом положении, причем секции крепи выполнены в виде шарнирно соединенных между собой в кольцо длинных сегментов с замком ГЗ. Однако возведение крепи осуществляется отдельными секциями, раздвигание которых и закрывание замков производится вручную, необходимо присутствие человека в забое выработ ки, что является не безопасным. Кро ме того, небезопасны работы, связан ные с демонтажем крепи, так как при открывании замков возможен переход секций крепи в сложенное состояние. Целью изобретения является повыше ние безопасности работ при монтаже и демонтаже крепи. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу крепления вертикальных и наклонных горных выработок, включающему установку каждой секции крепи в транспортном пол жении на предыдущую на верхнем сопряжении закрепляемой выработки, опу скание секций крепи на крестовине, подвешенной на монтажный канатах, и раздвигание секций крепи до полного сечения с фиксацией их в этом положении, секции крепи соединяют между собой посредством распорных элементов, прикрепляют к ним монтЕ1Жные ка наты, а после опускания секций крепи на всю длину выработки монтажные канаты посредством тяговых механизмов натягивают и продвигают по ним крестовину, раздвигающую секции кре пи до полного сечения. Устройство для осуществления пре лагаемого способа, включающее крест вину, подвешенную на монтажных кана тах т ягового механизма, установленного на верхнем сопряжении выработки, и размещенные на крестовине секции крепи, выполненные в виде шарнирно соединенных между собой в кольцо длинных сегментов с замком,снабжено , дополнительными тяговыми механизмами, установленными на верхнем и нижнем сопряжениях закрепляемой выработки, а крестовина выполнена с укосинами, установленными с возможностью взаимодействия с секциями крепи посредством направляющих роликов при движении крестовины вверх, при Этом замок выполнен в виде двух шарнирно соединенных между собой корот-ких сегментов, шарнирно прикреплен-ных к длинным сегментам секции крепи, которые снабжены фиксаторами полного сечения крепи, взаимодействующими с короткими сегментами, причем монтажные канаты дополнительных тяговых механизмов установлены с возможностью взаимодействия при их натяжении с длинными сегментами и с шарнирным соединением коротких сег;ментов секций крепи. На фиг. 1 изображен момент опускания крепи в скважину; на фиг, 2 крестовина в момент закрывания замков; на фиг. 3 - крестовина, вид сверху; на фиг, 4 - вид А на фиг, 3; на фиг. 5 - крепь после поднятия крестовины, общий вид; на фиг, 6 секция крепи в транспортном положении на опорной крестовине, вид сверху; на фиг. 7 - общий вид крепи, вид сверху; на фиг, 8 - крепление каната серьгой к замковому шарниру секции; на фиг, 9 - сегмент, общий вид; на фиг. 10 - крепление сегмента анкерами к стенке выработки; на фиг. 11 - момент открытия замков при демонтаже крепи . Секция крепи состоит из кольца,; обшитого сетчатой металлической затяжкой 1, и распорных элементов 2, которые присоединяются к кольцу посредством пальцев 3. Кольцо крепи состоит из двух длинных 4 и двух коротких 5 сегментов. Каждый сегмент снабжен проушинами 6 для соединения их посредством пальцев 7, Короткие d сегменты выпoлнeны так, что в тран,спортном положении кольца один из них входит в другой и, благодаря шарнирным соединениям, вдвигается во внутрь кольца крепи, образуя замок. Шарнирные соединения замка с длинными сегментами снабжены фиксаторами 8, которые в транспортном положении кольца сжимают упругие элемента 9 и располагаются в корпусе 10. При работе крепи фиксаторы стопорятся: защелкой 11. На палец 12 соединяющий короткие сегменты крепи, надета серьга 13, с помощью которой крепится монтажный канат 14, Сегменты имеют отверстия под гай ки 15 анкеров 16 в средн-ей части длинных сегментов с внутренней стороны хомутами 17 прикрепленымонтаж ные канаты 18 и 19. Нижнее кольцо крепи 20 установле но на крестовине 21. Крестовина име ет телескопические лыжи 22 со съемными опорами 23 и демпферами 24, а также направляющие ролики 25 и укосины 26. Крестовина с установленными на ней секциями крепи опускается в выработку на цепи 27 при помощи основного тягового механизма 28, установленного на верхнем сопряжени закрепляемой выработки. Для монтажно-демонтажных работ н верхнем сопряжении закрепляемой выработки, а также на нижнем сопряжении устанавливаются дополнительные тяговые механизмы 29 с балками 30. Способ осуществляется следующим образом. Для поддержания неустойчивых сте нок скважины, после ее расширения на всю длину, необходимо применение крепи, С этой целью секцию крепи в транспортном положении устанавливают на крестовину 21, подвешенную на цепи 27 основного тягового механизма 28, К секции прикрепляют монтажные канаты и, оставляя свободными и концы, опускают крепь в выработку н величину высоты секции крепи. Затем по мере ее опускания, наращивают се ции крепи, прикрепляя к ним монтажные канаты. После спуска крепи на всю длину выработки нижние концы монтажных канатов прикрепляют к балкам 30, на ходящимся на сопряжениях закрепляемой выработки. Анкеруется нижнее кольцо крепи. Затем за верхние и ниж ние концы канатов при помощи допол нительных тяговых механизмов 29 и балок 30 производят их натяжение. При натяжении монтажные канаты действуют на сегменты и шарнирные соединения и раздвигают кольца крепи, прижимая к стенкам скважины, В тако положении крепь предохраняет работаю щих в выработке от вывалов горной массы, После удаления опор 23 и разворот крестовины устанавливаются укосины 26, Крестовина, продвигаясь вверх по канатам при помощи тягового механизма 28, производит дальнейшее прижатие сегментов до полного диаметра. Закрепленную выработку опускают на полке рабочие, фиксируют закрытие замков, и устанавливают анкера 16, прикрепляя ими каждое кольцо секций к стенкам выработки. После анкерования колец крепи в скважине монтажные канаты убираются для крепления следующей выработки. Крепь работает следующим образом. После спуска секций крепи на всю длину выработки и анкерования нижнего кольца при помощи дополнительных тяговых механизмов 29 производят натяжение монтажных канатов. При этом боковые монтажные канаты 19 и 18 одновременно раздвигаиот длинные сегменты 4, а замковый канат 14 частично прижимает сегменты 5 к стенкам скважины. Все секции крепи раздвигаются до полного диаметра посредством крестовины с укосинами 26, передвигающейся вверх при помощи тягового механизма 28, Освобождающиеся фиксаторы 8 упругими элементами 9 выдвигаются из своих корпусов l6 и при стопорении защелкой препятствуют переходу секций в транспортное положение, По окончании срока службы выработки устанавливаются тяговые механизмы 29 с балками 30, а также монтажные канаты 14, 18 и 19. Крестовина 21 с телескопическими опорами опускается на цепи 27 и подхватывает нижнюю секцию крепи. Балки с блоками выдвигаются к центру выработки. Освобождаются защелки фиксаторов 8 и при натяжении канатов 14, 18 и 19 секции крепи принимают транспортное положение, Затем балки убираются и, с по-мощью тягового механизма 28, на цепи производится подъем крепи на высоту одной секции, После демонтажа Одной секции крепь поднимается вновь. Анкеры 16 остаются в выработке и не мешают подъему крепи за счет гайки 15, изготовленной в виде колпака. Предлагаемые способ и устройство для его осуществления дгиот возможность дистанционно закрепить стенки выработки, что обеспечивает повышение .безопасности работ в сложных горно-геологических условиях.

1. Способ крепления вертикальных и наклонных горных выработок, включающий установку каждой секции крепи в транспортном положении на предыдущую на верхнем сопряжении закрепляемой выработки, опускание секций крепи на крестовине, подвешенной на монтажных канатах, и раздвигание ceкциi крепи до полного сечения с фиксацией их в этом положении, отлич ающий ся тем, что, с целью повышения безопасности работ, секции крепи соединяют между собой посредством распорных элементов, прикрепляют к ним монтажные канаты, а после опускания секций крепи на всю длину выработки монтажные канаты посредством тяговых механизмов натягивают и продвигают по ним крестовину, раздвигающую секции срепи до полного сечения. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее крестови ну, подвешенную на монтажных канатах тягового механизма, установленного на верхнем сопряжении выработки, и размещенные -на крестовине секции крепи, выполненные в виде шарнирно соединенных между собой в кольцо длинных сегментов с замком, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными тяговыми механизмами, установленными на верхнем и нижнем сопряжениях закрепляемой выi работки, а крестовина выполнена с т укосинами, установленными с возможностью взаимодействия с секциями крепи посредством направляющих роликов при движении крестовины вверх, при этом замок выполнен в виде двух шарнирно соединенных между собой коротких сегментов, шарнирно прикрепленных к длинным сегментам секции крепи, которые снабжены фиксаторами полного сечения крепи, взаимодейстO ib вующими с короткими сегментами, причем монтажные канаты дополнительных СО тяговых механизмов установлены с ;о со возможностью взаимодействия при их натяжении с длинными сегмента ии и с шарнирным соединением коротких сегментов секций крепи.

Ш Ш щШ% дащ$йШШйй« %;

. /

16

V

Ь

/

1930

/

° czir-1

(p(fz2

3 } 5

Фиг.5

/Г

/7

/5

5(/1

17

Z/

W

/2 5

L

fol

TOJ

fo

}

.9

Фиг.П