Упругая крепь вертикальной выработки Советский патент 1985 года по МПК E21D5/00 E21D15/44 

Изобретение относится к горному делу, в частности к креплению вертикальных выработок. По основному авт. св. № 878952 известна упругая крепь вертикальной выработки, включающая кольцевые упругие элементы корытообразной формы в сечении (т.е. автопокрышки), которая снабжена межэлементными резиновыми кольцами, сдвоенными распорно-зажимными сегментами с консолями соединений,I внутрирезьбовыми проушинами и двухсторонними винтами, которые выполнены с граненной шейкой под гаечный ключ и установлены в проушинах. Эта крепь проста, дешева, позволяет утилизировать бросовые автопокрышки и позволяет механизировать процесс крепления 1. Недостатком известной крепи является то, что она не приспособлена для работы в качестве опалубки при бетонировании выработки после того, как она выполнила функции проходческой (временной) крепи при производстве основных работ. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей крепи. Поставленная цель достигается тем, что в упругой крепи вертикальной выработки межэлементные резиновые кольца имеют в продольном сечении треугольную форму и снабжены поперечными приливами, установленными с внешней стороны резиновых колец, а консоли соединений сдвоенных распорно-зажимных сегментов содержат соосные отверстия и стяжные болты. На чертеже представлена упругая крепь вертикальной выработки, разрез по вертикали. Упругая крепь вертикальной выработки состоит из упругих элементов корытообразной формы в сечении (автопокрышек) 1, межэлементных резиновых колец 2 треугольной формы в сечении, сегментов 3 с консолями соединений 4, внутрирезьбовыми проушинами 5 и двухсторонними винтами 6 с граненными шейками 7 под гаечный ключ. Межэлементные резиновые кольца 2 треугольной формы в сечении снабжены поперечными внешними приливами 8 трапециевидной формы в сечении, которые наполовину перекрывают высоту верхней и нижней сопряженных покрышек 1. Консоли 4 распорно-зажимных сдвоенных сегментов 3 содержат соосные отверстия 9 и стяжные болты 10, которые проходят через наД резы внутренних колец с запрессованной проволокой каждой покрышки. Монтаж крепи производится следуюшим образом Элемент 1 с уложенным на него кольцом 2 опускают в выработку и устанавливают с распором в стенки приливами 8. Сдвоенные сегменты 3 стыкуют консолями 4 до совпадения отверстий 9, и винты 6 устанавливают в элемент 1. Ориентируют отверстия 9 по надрезам элементов 1 и вставляют болты 10, соединяя сегменты 3 одной плоскости между собой. Ключом за шейку 7 разжимают элемент 1 до максимального габарита, т.е. если ширина протекто ра покрышки в нормальном состоянии 0,5 м, то за счет разжатия боковин от параллельного положения до угла 90-120° относительно друг друга она становится равной 1,0-1,2 м. Поверх первого элемента 1 с кольцом 2 укладывают такой же второй элемент 1 с кольцом 2, и все операции с внутренней арматурой 3,4,9,6,9,10 и 7 производят аналогично описанному. При этом отверстия 9 консолей 4 нижних сегментов 3 второй верхней покрышки ориентируют соосно с отверстиями 9 болтов 10, установленных в верхних сегментах 3 нижней покрышки 1, и улавливают этими болтами 10 ближние сегменты второй верхней покрышки через их отверстия 9 в консолях 4. Затягивают гайки болтов 10. стягивая консоли 4, сегменты 3 и две покрышки - элементы 1 между собой с прокладкой - частью кольца 2. Это кольцо 2 своей внутренней кромкой при максимальном разжатии элементов 1 (развороте боковин) работает навстречу внутренним их кольцам с надрезами, и герметизация происходит в большей степени за счет горизонтальных упругих сил, а не вертикальных, хотя и они имеют место при стяжных, болтах 10, которые в свою очередь предохраняют сегменты 3 от горизонтальных сдвигов и разворотов. Упругая крепь работает следующим образом. Боковое горное давление, которое сос тавляет 10-30% от гидростатического, воздействует на приливы 8 колец 2 и протектора 1, пытаясь их сжать. Исходя из дискретного, но кругового приложения нагрузок на внешнюю поверхность элементов 1, дается упругая нарастающая реакция, достаточная для работы в режиме временной проходческой крепи. Сжимаемые элементы 1 воздействуют на сегменты 3, пытаясь их сдвинуть, но они закреплены болтами 9 в жестко связанные элементы 3,7 и 9. После полной проходки выработки пластичный бетон подают в круговой зазор между круговой стенкой из горной породы и срубом - опалубкой, образованной из элементов I, колец 2 и приливов 8. Последние, установленные вертикально, не создают преграды бетону. Жидкий бетон давит на стенки - протектор элементов 1, на круговые плоскости колец 2, сжимая их и «вгоняя вершинами треугольного профиля в круговые соединения элементов 1 между собой, что повышает герметизацию. Бетон не попадает внутрь элементов 1, а будучи под давлением собственного веса нагнетается в трещины боковых пород, замоноличивая их и повышая прочность стенок выработки, бетонируемых с применением упругой крепи.

Когда бетон затвердевает, болты 9 убирают, освобождают сегменты 3 (гаечным ключем, воздействуя через шейки 7, сокращают расстояния между сегментами 3, по винтам 6 извлекая их), по отдельности извлекают элементы 1 и кольца 2 с приливами 8 для последующего использования. В местах контактов приливов 8 с породами остаются полости или вмятины в бетонной крепи выработки, которые необходимы для выбуривания щпуров под анкеры крепления расстрелов, предохранительных подков и т.п. После полного оборудования ствола их заделывают бетоном.

Упругая крепь по изобретению приемлема и для этапного бетонирования выработки сверху вниз или снизу вверх при уелоВИИ применения шприц - бетона, и перекрывающих приконтурный зазор плоскостей.

Нагрузка со стороны пластичного (жидкого) бетона при реально проходимых стволах меньще нагрузок горного давления. Кроме того, можно управлять высотой одновременного бетонирования, т.е. можно заранее рассчитать возможный столб бетона по реакции элементов - покрышек.

Автопокрышки-утильиспользуются

вместо пиломатериалов стоимостью 75-90 р/м т.е. только по этому фактору на одном стометровом.стволе экономия составит 7-9 тыс. руб. Значительно снижаются затраты на возведение опалубки, так как покрышка является законченной кольцевой конструкцией.

Предлагаемая упругая крепь исключает применение временной проходческой крепи из дерева или металла со всеми расходами на доставку,- спуск, установку, демонтаж и т.д., при этом обеслечивается значительный экономический эффект в народном хозяйстве страны, повышаются темпы проходки стволов, шпуров, колодцев.

УПРУГАЯ КРЕПЬ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ по авт. св. № 878952, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей крепи, межэлементные резиновые кольца имеют в продольном сечении треугольную форму и снабжены поперечными приливами, установленными с внешней стороны резиновых колец, а консоли соединений сдвоенных распорно-зажимных сегментов содержат соосные отверстия и стяжные болты. (Л оо со 00 ел ю