Способ возведения крепи в выработках круглого сечения Советский патент 1985 года по МПК E21D5/00 

Изобретение относится к горной промыгапенпости и может быть использовано при креплении подземных горны выраГзоток круглого сечения, пройденных бурением. Целью изобретения является повышение эффективности крепления за сче ликвидации цикличности. На фиг. 1 представлена схема, поясняющая способ возведения крепи в вертикальных выработках; на фиг. 2 то же в горизонтальных выработках большого диаметра; на фиг. 3 Я - схема действуюп1дх сил при раскручивании гибкого упругого крепящего элемента ) г.тонки выработки, сГ - вектор1ГЫЙ nnjioBoii треугольник, построен Ый от де1 ствия sTiix же сиЛ„ Способ возведения крепи заключается в следующем. . . В монтажной камере 1 на буровой став ши вращатель 2 буровой установ ки 3 рместо бурового инструмента или сзади него, с помощью которого бурят горную выработку круглого сечения 4, навинчивают барабан 5 с накрученным на нем упругим, крепящим элементом 6, после чего барабан 5 разме щают п устье выработки 7, где жестко фиксируют внешний конец 8 гибкого упругого крепящего элемента б, Жестко зафиксированный внешний конец 8 таким обр.- зом становится. неподвшкным, в то время как при вклю чении буровой установки 3 буровой ставили вращатель 2 вместе с бараба ном 5 начинают вращаться в сторону раскручивания гибкого упругого крепя щего элемента 6 с одновременным пере мещением барабана 5 вдоль оси выработки 4 в направлении к забою 9. Раскручиваясь и перемещаясь, гибкий упругий крепящий элемент закрепляется на стенках выработки по винтовой линии всей своей длиной непрерывно, После достижения забоя 9 второй конец гибкого упругого крепящего элеме та 6 жестко фиксируется в забое выработки, а оставшаяся часть обрезает ся и вместе с барабаном 5 перемещается в монтажную камеру 1, где его отвинчиззают от бурового става или вращателя 2.. Закрепление витков гибкого упругого крепящего элемента 6 к стенкам выработки круглого сечения 4 осущест вляют за счет окружной силы F-t, приложенной к раскручиваемому витку в месте схода его с барабана 5 в точке А (фиг. Зо ). Окружная сила Ft возникает от вращающегося момента Мер, создаваемого буровой установкой,. и направлена по касательной линии в сторону закрепляемых стенок выработки. Окружная сила F-t, действуя на раскручиваемый виток 6, стремится сдвинуть его, но жестко зафиксированный внешний конец в точке В удерживает его на месте в неподвижном положении. При этом в точке В возникает сила реакции R, направленная по касательной линии противоположно окружной силе Ft также в сторону закрепляемых стенок выработки. В результате действия окружной силы F , с одной стороны, и противодействующей ей силы реакции R.(, с другой стороны, гибкий упругий крепящий элемент 6 начинает прилсииаться к стенкам выработки от точки А до точки касания его со стенкой С. На стенке выработки 4 по дуге ВС действуют единичные силы реакции i, возникающие от прижимающих сил F. и Rt. Равнодействующую силу реакции q определяют из векторного треугольника действующих сил Ft и Rt (фиг.З ), равной- 2. Qt это и будет сила, прижимающая виток гибкого упругого крепящего элемента к стенкам выработки, которую можно регулировать, залаваясь силой вращающего момента М эр буровой установки. Кроме того, гибкий упругий крепящий элемент 6, обладая потенциальной энергией закрученной пружины, заставляющей его раскручиваться, будет также прижиматься к стенкам выработки по всей ее окружности. В результате действия названных сил гибкий упругий крепящий элемент будет находиться в устойчивом закрепленном состоянии по всей окружности выработки. Раскручивая гибкий упругий крепящий элемент б на стенки вьфаботки 4, каждьй последующий виток закрепляется впереди предыдущего на шаг t. В зависимости от частоты вращения барабана 5(п, -- ), скорости перемещения его по оси выработки (V,--) и ширины гибкого упругого крепящего элемента (Z, м) можно регулировать скорость возведения крепи, а

3,

таю е величину шага t в зависимости от горно-геологических свойств закрепляемых пород.

При сильно трещиноватых и неустойчивых породах обычно возводят сплошную крепь. По предлагаемому способу для этого необходимо услоVвие, когда t. Z, т.е. - Z, при

V:

- Z закрепление витков происходит

пу

встык (фиг. .2), при закрепление витков происходит внахлест.

Для усиления несущей способности крепи возможен вариант раскручивания дополнительного барабана на уже закрепленный гибкий упругий крепящи элемент.

При слабо трещиноватых и устойчивых породах возводят крепь враз//////////.

8.4

бежку. По предлагаемому способу для этого необходимо условие, когда

V

, т,е. - Z. В этом случае

t Z + Д (фиг. 1), где А - расстояние между витками, зависящее от Горно-геологических свойств закрепля емых пород.

При большом размере выработки и

ограниченной длине гибкого упругого крепящего элемента 6 раскручивания ведут с таким шагом t, что.бы второй конец его достиг забоя 9 выработки 4 и был жестко зафиксирован в нем,

После этого раскручивают второй барабан в промежутке между витками первого барабана и так далее, до достижения необходимого расстояния между витками А или несущей способности крепи. (pat.l

NJ (U

:э

а

l

В

СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ КРЕПИ В ВЫРАБОТКАХ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ, включающий наматьшание крепящего элемента на барабан и установку крепящего элемента по винтовой линии в выработке, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности крепления за счет ликвидации его цикличности, крепящий элемент из упругого материала наматывают на барабан многослойно, внешний конец крепящего элемента фиксируют в устье выработки, при этом крепление выработки производят путем сматывания крепящего элемента с барабана по мере перемещения последнего по оси выработки, после чего йторой конец крепящего, элемента фиксируют на. стенке выработки. (Л