Способ возведения обделок подземных выработок Советский патент 1989 года по МПК E21D11/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для подземного строительства выработок, преимущественно круглого сечения, возводимых с помощью горизонтально-перемещаемых (тоннельных) опалубок с нагнетанием бетонной смеси бетононасосами.

Целью изобретения является сокращение трудоемкости процесса бетонирования.

Устройство для осуществления способа содержит опалубку 1 , бетонный пояс 2, селектора 3, гибкие накладки 1, бетоноаод 5, барабан 6, бетононасос 7, датчики 8 давления, экран 9 лазерно-электронной системы 10 управления гидроцилиндрами 11 внешних опор 12, которые оснащены катками (лыжами) 13

Способ осуществляют следующим образом.

Опалубку 1 заводят в выработку, в устье которой возводят бетонный пояс 2 толщиной, равной толщине возводимой обделки, а затем на него надвигают задний торец опалубки. В результате чего достигается герметизация заопа- лубочной полости со стороны устья. С противоположной стороны зазор меж-

315

ду породным контуром выработки и опалубкой перекрывают шарнирно прикрепленными по всему периметру опалубки секторами 3, наклоненными в сторону возводимой обделки и оснащенными гибкими накладками k.

Опалубку с помощью бетоновода 5, выполненного или из эластичного материала длиной, равной длине выработ ки, и намотанного на барабан 6, или из жестких звеньев, сочлененных между собой быстроразъемными элементами соединяют с бетононасосом 7. Во втором случае бетоновод снабжают меха- низмом для наращивания или сокращения его длины без перерыва подачи бетонной смеси, выполненного, например, в виде телескопического отвода с шиберами.

Опалубку снабжают устройством контроля заполнения заопалубочного пространства, например, в виде датчиков 8 давления, позволяющего, оперативно с помощью ЭВМ определять его объем, и экраном 9 лазерно-электрон- ной.системы 10 управления гидроцилиндрами 11 внешних опор 12.

Бетононасосом 7 в верхнюю переднюю часть опалубки 1 подают сначала цементную (смазочную), а затем непрерывно до момента возведения обделки по всей длине выработки - бетонную (при необходимости фибробетон ную) смесь с комплексными добавками, служащими для сокращения времени набора бетоном распалубочной прочности.

Оп алубка 1 при своем поступательном движении осуществляет перемеще- ние присоединенного к ней гибкого бетоновода 5, разматывая его с барабана 6. Наращивание или сокращение длины бетоновода, состоящего из жестких звеньев, осуществляют по мере продвижения опалубки. Выдвижением штоков гидроцилиндров 11 внешних опо 12, оснащенных катками (лыжами) 13, регулируют расстояние между опалубкой 1 и породным контуром, обеспечивая заданное лучом лазера направление перемещения, сохраняя при этом проектную толщину обделки.

При ходе опалубки 1 с наращиванием бетоновода 5 подачу бетонной смес прекращают в момент, когда объем зарезервированной заопалубочной полости равен объему бетонной смеси в бетоноводе.

О4

При ходе опалубки 1 с сокращением числа жестких звеньев бетоновода 5 подачу бетонной смеси осуществляют до достижения опалубкой заданной отметки.

На заключительном этапе вытесняют из бетоновода 5 бетонную смесь сжатым воздухом, производят демонтаж бетоновода 5 и опалубки.

При непрерывной и строго дозированной подаче бетонной смеси определенной подвижности в заопалубочное пространство за счет гидростатического давления на корпус опалубки осуществляют поднятие и удержание ее во взвешенном состоянии, а на поверхность торцового уплотнения - поступательное перемещение.

Условиями, обеспечивающими непрерывное перемещение, являются.

Согласованный с величиной объема заопалубочной полости объем подаваемой за единицу времени бетонной смес

Lo S,

;5ет

t

Р

усилие от подаваемой бетонной смеси, воздействующее на поверхность торцового уплотнения, равное произведению среднего давления бетонной смеси на площадь поперечного сечения обделки (R- Pj-p Sp), должно превышать суммарное усилие сопротивления

перемещению опалубки R

R.

г -

Таким образом, для непрерывного перемещения опалубки необходимо соблюдение-следующего условия:

Sn

Р

Р

ср

где LQ - длина опалубки, м;

Рвет объем подаваемой за единицу

времени бетонной смеси,-мЗ/ч; tp - время набора бетонной смесью

распалубочной прочности, ч; S - площадь поперечного сечения

обделки, м2;

R - усилие, создаваемое на торцовое уплотнение опалубки от подаваемой бетонной смеси, Н;

суммарное усилие сопротивления перемещению опалубки при бетонировании, Н. Решив данную систему уравнений, получим

- .

О ..-tis. мз/и Бет p .. , M / ч

.cp P

Таким образом, использование предлагаемого способа позволит повысить качество обделки за счет обеспечения ее бесшовности, осуществить бетонирование выработок глубокого заложения без применения бетононасосов, используя для перемещения опалубки гидро- ртатический набор столба бетонной смеси в бетоноводе, осуществить безлюдное бетонирование в автоматическом режиме.

Фо рмула изобретения

Способ возведения обделок подземных выработок, включающий установку опалубки, подачу бетонной смеси в за- опалубочное пространство до полного его заполнения и непрерывное перемещение опалубки вдоль прокладываемой выработки, отличающийся тем, что, с целью сокращения трудо106

емкости процесса бетонирования, непрерывное перемещение опалубки осуществляют путем воздействия на нее непрерывной подачей по бетоноводу бетонной смеси, причем режим подачи бетонной смеси устанавливают по формуле

10

Qser ., мз/ч, ер tp

где Q

еег

ZR,

объем подаваемой бетонной смеси за единицу времени; суммарное усилие сопротивления перемещению опалубки при бетонировании, Н; длина опалубки, м; среднее давление бетонной- смеси в заопалубочном пространстве, МПа , время набора бетонной смесью распалубочной прочности, ч.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для возведения обделок с применением опалубок. Цель изобретения - сокращение трудоемкости процесса бетонирования. Для этого непрерывное перемещение опалубки 1 осуществляется при воздействии на нее подаваемой по бетоноводу 5 бетонной смеси. Режим подачи бетонной смеси устанавливают согласно выражению Q_бет = (ΣR_сопр^.L_о) : (P_ср^. T_р), где Q_бет - объем подаваемой за единицу времени бетонной смеси, м³.ч.

T_р - время набора бетонной смесью распалубочной прочности, ч

L_о - длина опалубки, м

P_ср - среднее давление бетонной смеси в заопалубочном пространстве, МПа

ΣR_сопр - суммарное усилие сопротивления перемещению опалубки при бетонировании, Н. При этом бетоновод 5 выполняют эластичным на длину выработки и наматывают на барабан 6. Удлинение бетоновода 5 осуществляется за счет перемещения опалубки 1. При необходимости бетоновод 5 выполняют секционным и снабжают механизмом, обеспечивающим непрерывную подачу бетонной смеси. 1 ил.

у///// у ////// //////

13 72 9 8

t I

)йх А-/ /i ///y// ////j(fj //jy/ ,

. ///v/ / //

)

f /)/// Л /// // /7 / /у/y/)/ j //у/// ЛУ