Железобетонная крепь вертикальной выработки Советский патент 1991 года по МПК E21D5/04 

Изобретение относится к горному делу, а именно к сооружению вертикальных шахтных стволов в сложных горногеологических и горнотехнических условиях.

Целью изобретения является повышение эффективности работы крепи за счет увеличения несущей способности.

На фиг. 1 показан вертикальный разрез твола шахты, закрепленной сборной железобетонной крепью; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - элементы сопряжений несущего и расклинивающего кольца, вертикальный разрез.

Сборная железобетонная крепь вертикальной выработки включает несущие кольца 1 из жестко соединенных между собой нескольких сегментов 2 (тюбингов) прямолинейными клиновыми элементами 3. Торцовые поверхности 4 сегментов 2 выполнены наклонными с уменьшением сечения в сторону породы 5.

Внешний тампонажный слой 6 в пределах несущего кольца 1 выполнен из податливого материала, например из бетона, с заполнителем из ячеистых материалов-ке- ремзита, перлита и т.п. Материал способен при нагрузках разрушаться и уменьшаться в объеме.

Крепь снабжена установленными между кольцами 1 расклинивающими кольцами 7, состоящими из сегментов 8 (тюбингов) из железобетона, соединенных между собой шарнирно элементами 9. В шарнирных элементах между сегментами 8 смонтированы компенсационные податливые вкладыши 10 из например, пористого полистерола. Вкладыши могут быть выполненными встроенными в тело сегментов 8, например, в виде деревянных досок. Торцовые поверхности 11 сегментов 8 выполнены наклонными с увеличением сечения в сторону породы 5.

Внешний тампонажный слой 12 между породой 5 в пределах расклинивающих колец 7 выполнен из жесткого плотноутрамбованного бетона 13 с вертикальными податливыми вкладышами 14 из пористого материала или дерева.

Часть сегментов 2 несущего кольца 1 выполнены с нишами 15 для размещения

зрмировки ствола.

Железобетонная крепь вертикальной выработки работает следующим образом

При повышенных давлениях изменяется контур выработки, уменьшается ее

диаметр. Крепь может работать при равномерном уменьшении сечения выработки, а также при неравномерном распределении горного давления т.е. тогда, когда смещения различны в сечении.

Уменьшение сечения выработки через жесткий плотно утрамбованный бетон 13 передается на сегменты 8, перемещая их внутрь выработки

Торцовые поверхности 11 сегментов 8,

взаимодействуя с торцовыми поверхностями 4 сегментов 2,производят расклинку сегментов 2. При этом при равномерном напряженном состоянии горного массива уменьшение длины расклинивающего кольца 7 идет равномерно и компенсируется за счет податливых вкладышей 10. При неравномерном напряженом состоянии массива вокруг выработки происходит неравномерное перемещение отдельных сегментов 8

относительно друг друга и разворот их по шарнирным элементамм 9.

Уменьшение длины закрепного пространства между расклинивающим кольцом 7 компенсируется вкладышами 10. Уменьшение длины закрепленного пространства между несущим кольцом 1 и контуром выработки компенсируется податливым материалом, размещенным в этом объеме.

При перемещении расклинивающих ко0 лец 7 сжимаются несущие кольца 1, происходит их упрочнение за счет создания условия трехосного сжатия, тем самым обеспечива-- ется повышенная несущая способность. Формула изобретения

5Железобетонная крепь вертикальной

выработки, включающая несущие кольца из жестко соединенных между собой сегментов и внешний тампонажный слой, отличающаяся тем, что. с целью повышения эффективности работы крепи за счет увеличения несущей способности, она снабжена расклинивающими сегментными кольцами и податливыми вкладышами, при этом несущие кольца выполнены с накпои- ными торцовыми поверхностями с уменьшением сечения в наружную сторону, а расклинивающие кольца выполнены с наклонными торцовыми поверхностями с уве0

личением сечения в наружную сторону и устновлены между несущими кольцами, причем внешний тампонажный слой в пределах несущих колец выполнен из податливого материала, а в пределах расклинивающих колец - из жесткого, при этом сегменты расклинивающих колец соединены между собой шарнирнс. податливые вкладыши размещены во внешнем тампонажном слое в пределах расклинивающих колец и между их сегментами.

Изобретение относится к горному делу, а именно к сооружению вертикальных шахтных стволов в сложных горногеологических и горно-технических условиях. Целью изобретения является повышение эффективности работы крепи за счет увеличения несу щей способности. Крепь включает несущие кольца (К) 1 из сегментов 2, жестко соединенных между собой Торцовые поверхности сегментов 2 выполнены наклонными с уменьшением сечения в сторону породы 5 Внешний тампонажный слой 6 в пределах несущего К 1 выполнен из податливого материала Между К 1 установлены расклинивающие К 7 из сегментов 8, соединенных шарнирно Между сегментами 8 размещены податливые вкладыши Торцовые поверхности К 7 выполнены наклонными с увеличением сечения в сторону породы 5 Внешний тампонажный слой 12 в пределах расклинивающих К 7 выполнен из жесткого материала с вертикальными податливаемыми вкладышами Часть сегментов 2 несущих К 1 выполнена с нишами для размещения ар(Л

13

П

/

Г-7

фиг.1

П

Фиг. г

66

ФигЗ

15