Железобетонный блок для крепления горных выработок Советский патент 1985 года по МПК E21D11/08 

Изобретение относится к горному делу, а именно к креплению сборным железобетоном подземных горных выработок.

Известна сборная железобетонная крепь для капитальных горных выработок арочного и кольцевого очертания, состоящая из отдельных блоков, причем торцы блока выполнены прямолинейными с одной стороны выпуклыми, а с другой - вогнутыми, блок со стороны выпуклого торца выполнен с продольными прямолинейными пустотами 1.

Недостатком крепи является ограниченная несущая способность при нарушении параллельности в стыковочных элементах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является железобетонный блок для крепления горных выработок, содержащий стенку с оконтуривающими ребрами жесткости и элементами податливости 2.

Недостатком известного блока является низкая несущая способность.

Цель изобретения - повыщение несущей способности.

Указанная цель достигается тем, что железобетонный блок для крепления горных выработой, содержащий стенку с оконтуривающими ребрами жесткости и элементами податливости, снабжен внутренним трехслойным по толщине ребром жесткости, расположенным в средней части блока, при этом элемент податливости выполнен в виде центрального слоя внутреннего ребра жесткости из материала с меньщим модулем деформации, чем модуль деформации материала блока.

На фиг. 1 показана принципиальная,схема вьпюлнения железобетонного блока для крепления горных выработок, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, план.

Железобетонный блок для крепления горных выработок состоит из несущей конструкции в виде оконтуривающих 1 и внутренних 2 ребер с элементами стыковки 3 и 4 между соседними блоками и ограждающей конструкции в виде плит 5 между ребрами 1 и 2.

Внутренние ребра 2 выполнены из трех слоев 6-8. Центральный слой 7 расположен в области сжимающих нагрузок (область расположена выще нейтральной оси над арматурой 9) и выполнен из материала с меньщим модулем деформации, чем модуль деформации материала-для изготовления всего железобетонного блока.

11апри.мер, для изготовления блока используется бетон М-300, а для изготовления центрального слоя 7 используется бетон марки М-250, достигается это за счет применения для изготовления центрального слоя пористого инертного заполнителя, способного, разрушаясь, уменьщаться в объеме.

В блоке может быть выполнено несколько внутренних ребер, часть из которых располагается поперек (перпендикулярно длинной оси блока), а часть - вдоль (па5 ралл,ельно длинной оси. блока). Наличие нескольких внутренних ребер с податливыми элементами позволяет изгибаться и приспосабливаться к местоположению каждого блока в конструкции крепи.

Железобетонный блок готовится следующим образом. В форму укладывается необходимая арматура. Цосле укладки арматуры в местах расположения внутренних ребер устанавливают стержни, представляющие в последствии податливый центральный слой 7 и изготовленные, например, из бетона М-250, в котором часть инертного заполнителя состоит из пористого материала, например керамзита, способного при разрущении умень0 щаться в объеме. Стержни готовятся предварительно и закрепляются в форме посредством арматуры. После установки стержней форму заполняют бетоном, например, М-300, т.е. выще марки бетона, .идущего для изготовления стержней. После чего ве5 ду-р уплотнение бетона и термообработку блока. Согласно такому способу изготовления получаются во внутренних ребрах слои с меньщей акустической жесткостью, чем материал блока, в последующем за счет

,, которых обеспечивается податливость и гибкость.

Железобетонный блок для крепления горных выработок работает следующим образом.

При установке железобетонного блока в выработке по возможности обеспечивают параллельность элементов стыковки 3 и 4 со смежными блоками, что практически весьма сложно из-за неточной установки блоп ков, неточности их изготовления и неточности проходки и т.д. Производят забутовку пространства .между стенками выработки и железобетонными блоками. Производят предварительное обжатие созданного крепления выработки. При обжатии должны выбраться все перекосы и неточности в сборном креплении, этому способствует податливый центральный слой 7 во внутренних ребрах 2. Например, имеется перекос и непараллельность в стыковочных элементах 3

и 4. За счет этих перекосов создаются моменты, которые создают неравномерность нагрузки на центральный слой 7. Под действием этих нагрузок, если они превыщают допускаемое напряжение, происходит разрушение отдельных наиболее нагружен 1ых

5 частиц в слое 7 и непараллельное перемещение один относительно другого слоев 6 и 8, т.е. центральный слой 7 изменяет первоначальную свою форму, что обеспечивает перераспределение и выравнивание нагрузки

в стыковочных элементах 3 и 4. При увеличении нагрузки на крепь с течением времени центральный слой 7 сжимается, обеспечивая необходимую податливость и тем самым работоспособность.

Применение предлагаемой конструкции железобетонного блока по сравнению с известной повышает несущую способность и обеспечивает безаварийную работу конструкции.

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ БЛОК ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, содержащий стенку с оконтуривающими ребрами жесткости, элементами податливости, отличающийся тем, чТ-о, с целью повышения несущей способности, блок снабжен внутренним трехслойным ребром жесткости, расположенным в средней части блока, при этом элемент податливости выпол: нен в виде центрального слоя внутреннего ребра жесткости из материала с меньшим модулем деформации, чем модуль деформации материала блока. 00 ее 4

Фиг.г