Крепь горных выработок Советский патент 1986 года по МПК E21D5/06 

1

Изобретение относится к области горного дела, в частности к горнопроходческим работам при сооружении горных выработок преимущественно буровы способом, и может быть использовано для безлюдного крепления, например, восстающих в сложных горно-геологических условиях.

Цель изобретения - повышение безопасности работ и снижение трудоемкости монтажа и демонтажа крепи.

На фиг. 1 изображена крепь горных выработок, например, для скважин большого диаметра, вид сверху; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - узел i на фиг. 1 (продольное сечение); на фиг. 4 - крепь горных выработок, наг1ример5 для скзалсин .большого диаметра с. непрерывным полым корпусом, вид сбоку; па фпг. 5 то же, с прерывнь м полым корлусом; на фиг. 6 - то же, с косым разрезом цилиндрической секции (оболочки) и прерывньм польм корпусом на фитч 7 сечение Б-Б на фиг. 6| на фиг. 8 - крепь горных выработок, например, для скважин большого диаметра с опорно-направляющими . и и косым разрезом цилиндрической секции (оболочки), вид сбоку; на фиг. 9 -- опорно-направляющий пояс, вид сверху | на фиг. 10 - сечение В-Б на фиг, 9; на фиг И - сече11ие ча фиг, 9; на фиг. 12 - сечение Д-;1 «а фиг, 9; на фиг. 13 - принципиальная схема установки крепи горных вь работок, например для скважин боль- люго диаметра при закреплении выработки.

Крепь горных выработок СОСТОРГГ на цилиндрической секции 1 (оболочки) (фиг. 1), представляющей собой гладкую трубу или обечайку и распорное приспособление в виде полого корпуса 2, Польй корпус 2 (фиг. 3) включает профилированные проточки 3, через которые пропущена оболочка 1 и в которых расположены уплотнитель- ные элементы 4 (изоляционные для герметизации корпуса 2). На продольных торцах 5 рассеченной оболочки 1 закреплены поперечные пластины 6;, расположенные в корпусе 2 с везнежностью перемещения. Корпус 2 закрыт крышкой (не показана) с отверстием 7 (фиг. 4-6), Посредством последнего полость корпуса 2 сообщена с трубопроводом 8 (фиг. 8), обьединяю12

щим все полые корпуса 2 крепи горных выработок с нагнетателем 9 (фиг. 13). Конструкция кахСцого полого корпуса 2 обеспечивает возможность свободного хода оболочки 1 (ее раскрытие) до необходимых размеров, т.е. до контакта оболочки 1 (при необходимости ее распора) со стелкой 10 горной выработки. Для ограничения

хода оболочки 1 в полых корпусах 2 исл ользуют стенки 11 (фиг, 3, I, IV, V) корпуса 2, в которых вьтолнены профилированные проточки 3. Кроме того, продольные торцы 5 рассечен

ной оболочки 1 загнуты в противоположную CTopo iy навстречу друг другу (фкг, 7).

Для повьшгения эффективности работы крепи горных выработок в пороцах,. залегагаЕ их под углом к стеи- кам выработки, продольные торцы р ас- сеченной оболочки 1 соединены по наклонной линии, т.е. по нормали к залеганию пород.

В выработках, где наблюдается высокое горное давление (аналогично условиям, где крепле-кие производят г)еталлическими арками тн17а СП или СВП), крепь выполняют с опорно-нап ,ра1;1ляю1 |;и;- . и поясами 12 (фиг. 8). Последние представляют собой U -образные: (швеллерообрЕзн/лсО дуг к; 13 и 14 (фиг. 8 и 12), заключег;иые друг в друге, т.е. внешний и наруккьш сег-

менты С -образной формы,, причем их разрезтш е концы 15 и 16 расположены диаметрально противоположно,а в верхнем оспован1-ш внешней швеллерообраз- ной дуги 13 выполнено отверстие 17

(фкг, 9 и 11), соединяющее трубопровод 8 с нагнетателем 9.

Так1ш образом, крепь горных выработок выполняют конструктивно с непрерывным полым корпусом 2 (фиг. 4)

вдоль всей вьфаботки или с пpepывньп { полым корпусом 2 (фкг, 5)., Количество польпс корпусов 2 Б по 7еречном се- чеиик крепи определяют омыткым или рзс четным путей в зависимости от необ :одимости увеличения диаметра собственно крепи.

Предложенная кон.струкция крепи горных вь5работок работает следзпсщим образом.

в горной выработке (фиг. 13, 1); подлелсащей креплению, размещают крепь (фиг. 13 И). При знач 1тельной протя-- женЕюсти выработки, например, BoccraKi

щего крепь вьтолняют секционной, т.е. из отдельных секций. В полый ко пус 2 крепи через отверстие 7 по трубопроводу 8 нагнетателем 9 подают наполнитель: цементная смесь, бетон, пластичный материал и т.п. (фиг. 13, Ш). Под воздействием давления наполнителя на поперечные пластины 6 расстояние между последними увеличивается. При этом за счет хода поперечных пластин 6, которые жестко связаны с оболочкой 1, крепь увеличивается в диаметре, так как смещается оболочка 1, проходя через профилированные проточки 3.

При достижении необходимого давления оболочка 1 достигает объемов закрепляемой горной вьфаботки, а поперечные пластины 6 - стенок 11 полого корпуса 2 (фиг. 13, IV).

Кроме того, при увеличении давления наполнителя, поступающего через отверстие 7 в полость, образованную олорно-направляющими поясами 12, расстояние между разрезными концами 16 внутренней швеллерообразной дуги 14 увеличивается.Одновременно увеличиto

216351.4

вается нагрузка на внешнюю швеллеро- образную дугу 13 опорно-направляющего пояса 12, увеличивая расстояние между концами 15 внешней швеллерообразной дуги 13. Таким образом, пропорционально увеличению давления изменяется диаметр опорно-направляющего пояса 12 и соответственно оболочки 1, жестко скрепленной с поясом 12.

За счет регулирования полости (объема) полых корпусов 2 можно обес- речить при необходимости усилие распора крепи в стенку 10 выработки (фиг. 13),

Предложенная конструкция крепи горных выработок может быть использована для работы в податливом режиме. В этом случае полые корпуса 2 заполняют текучим (пластичным) мате- 20 I риалом, который выпускают в зависимости от расчетного давления и распора со стороны стенок выработки.

Предложенная крепь горных выработок позволит отказаться от присутст- 25 ВИЯ обслуживающего персонала в вьгра- ботке при ее возведении и сократить сроки возведения крепи.

15

i - I ггг Угггт

v:iVp V 3

,

...,..L,4/r i-x s : X/ ki-iiMM

..4J -LJ4L J -l ж

т

г

./

фиг. 2

фп-З

фиг А

Фш.5

Фиг. 6

Г

12

Фиг. 8

15

фиг.9

В-В

г-г

17

SSSSX

./4

13Фиъ. 10

Фиг. 11

А-й

/4фиг. 12

KVv 4

ICV4 NVV XSN

v ) vj ЧЧч лЧ vvN

t NV4 vN. NXX V-X

(V.V4SVX4

Ж

Редактор, л. Гратилло

Составитель Л. Черепенкина

Техред М.Пароцай Корректор М. Демчик

Заказ 973/37Тираж 470Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг. /J