Крепь горной выработки Советский патент 1991 года по МПК E21D5/00 

Фиа.1

Изобретение относится к горной промышленности и, в частности, к креплению горных выработок в сложных условиях смещения горных пород, вызванных, например, тектоническими силами.

Целью изобретения является повышение надежности работы в условиях смещения породного массива.

На фиг. 1 показана крепь, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Крепь горной выработки состоит из внутренней жесткой цилиндрической оболочки 1, выполненной, из монолитного бетона. Внешняя сборная оболочка состоит из установленных с зазором б по периметру выработки и вдоль ее длины блоков 2, соединенных между собой упругими элементами 3, выполненными, например, в виде пластин из высокопрочного чугуна ВЧ-42-12 по ГОСТ 7293-79. Пространство между оболочками заполнено податливым слоем, в качестве которого использован упругодеформирующий- ся материал, например каучук.

Зазоры 6 между блоками определены по формуле

где 6 - зазоры между блоками, м;

Л - максимально возможное смещение блоков относительно друг друга в радиальном направлении, м; п - толщина упругих пластин, м; Е - модуль упругости материала упругих

пластин, МПа;

ЈL-предел прочности материала упру- гих пластин на изгиб, МПа. Упругоподатливая внешняя оболочка совместно с упругим податливым материалом (слоем) 4 деформируется при смещении породного массива без нарушения целостности крепи. Внутренняя жесткая оболочка 1 никаких деформаций не испытывает.

Крепь возводят следующим образом.

Сначала из блоков 2 и пластин 3 сооружают внешнюю оболочку, контактирующую с породным массивом 5. Блоки могут быть железобетонными, а их соединение пластинами 3 осуществляют, например, посредством сварки с закладными 6 на концах блоков с их внутренней стороны.

После сооружения внешней оболочки через отверстия в теле блоков (не показаны) производят нагнетание цементно-песчаного раствора.

Возведение оболочки является временной крепью. Окончательное сооружение крепи можно производить со значительным отставанием, так как внешняя оболочка обладает достаточно большой несущей способностью и податливостью, позволяющей ей деформироваться без разрушения.

Зазоры между блоками 2 по длине крепи

и периметру оставляют равными б в соответствии с формулой (1).

После сооружения внешней оболочки приступают к сооружению податливого слоя 4. Технология его возведения, зависит от принятого податливого материала. В случае ис пользования в качестве податливого слоя каучука его можно заливать в расплавленном состоянии за опалубку. Толщина податливого материала равна расстоянию Н между внутренней и внешней оболочками.

Эту величину назначают более или менее равной максимально возможному расстоянию (перемещению) в радиальном направлении породного массива 5.

После сооружения податливого слоя 4 приступают к сооружению внутренней обо0 лочки 1 крепи. Жесткую оболочку 1 можно выполнять из монолитного бетона. В общем случае толщина HI внутренней оболочки 1 определяется расчетом на совместную работу внешней оболочки, податливого материала

5 (слоя) 4 и внутренней оболочки 1.

Формула изобретения

. Крепь горной выработки, включающая жесткую внутреннюю оболочку, блоч0 ную внешнюю оболочку и податливый слой между ними, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы в условиях смещения породного массива, блоки внешней оболочки установлены с зазорами по периметру и длине выработки и соедийены между собой герметизирующими упругими элементами, при этом зазоры между блоками образованы длиной определяемой по формуле

где А - максимально возможное смещение блоков относительно друг друга в радиальном направлении, м; n - толщина герметизирующих упругих

элементов, м; Ј - модуль упругости герметизирующих

упругих элементов, МПа; /,- - предел прочности материала герме- ° тизирующих упругих элементов на изгиб, МПа.

2.Крепь по п. 1, отличающаяся тем, что герметизирующие упругие элементы выполнены в виде пластины из чугуна ВЧ-42-12 по ГОСТ 7293-79.

3.Крепь по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что податливый слой выполнен из каучука.

6

TV

Фиг.1

Изобретение относится к креплению горных выработок в сложных условиях смещения горных пород. Цель - повышение надежности работы в условиях смещения породного массива. Крепь горной выработки включает жесткую внутреннюю оболочку 1, / выполненную, например, из монолитного бетона, и внешнюю оболочку из блоков 2. Последние установлены с зазорами по периметру и длине выработки и соединены между собой герметизирующими упругими элементами. Последние выполнены в виде пластины 3 из чугуна. Пространство между оболочками заполнено податливым слоем, например каучуком 4, зазоры между блоками 2 определяют по заданной формуле. Крепь возводят следующим образом. Из блоков 2 и пластин 3 сооружают внешнюю оболочку, контактирующую с породным массивом 5. Блоки м. б. железобетонными, а их соединение пластинами 3 осуществляют например, сваркой с закладными пластинами 6 на концах блоков с их внутренней стороны. После сооружения внешней оболочки через отверстия в теле блоков производят нагнетание цементно-песчаного раствора. 2 з. п. ф-лы, 2 ил. & fi (Л О ю о со