Крепь горных выработок Советский патент 1992 года по МПК E21D11/14 

Изобретение относится к горному делу, в частности к креплению горных выработок.

Технология очистной выемки требует проведения серии горизонтальных и верти- 5 кальных выработок с применением буровз- рывных работ. Наличие множества выработок, расположенных близко друг от друга, обуславливают концентрацию напряжений в целиках между ними (создаются 10 условия для разрушения выработок).

Особенно активные разрушения происходят в приконтурной толще пород. Наблюдаются подвижки отделившихся от массива кусков руды в стороны как поперечной, так 15 и продольной оси выработки.

В этих условиях нашла широкое применение трехзвенная металлическая арочная податливая крепь из специальных профилей проката. Рама крепи состоит из двух 20 стоек, верхняка (арки), замков для соединения этих элементов, межрамных стяжек, же- лезобетонных, деревянных или металлических решетчатых затяжек. Рамы крепи устанавливаются в выработках на 25 расстоянии 0;5-1.25 м одна от другой и соединяются между собой межрамными стяж- ками.- Стяжки крепятся к стойкам, и верхнякам с помощью скоб, планок и гаек.

Недостатком этой крепи является то, 30 что воспринимая нагрузку от пород, смещающихся вдоль продольной оси выработки или же под углом к этой оси, рамы крепи отклоняются от первоначального верти- 35 кального положения. Достаточно одной из рам отклониться, как этот наклон передается с помощью межрамных стяжек остальным рамам. Происходит так называемый эффект домино. Отклонение рам крепи от 40 вертикали ведет к резкому снижению их несущей способности, а следовательно, к бы-строму разрушению выработки.

- Наиболее близким по технической сущности к изобретению является металличе- 45 екая арочная податливая крепь, состоящая из стоек, верхняков, замков и межрамных стяжек и затяжек. Рамы этой крепи прикреплены к породному массиву анкерами.

. Недостатком известной конструкции 50 крепи является то, что в процессе эксплуатации анкеры попадают в зону значительных смещений породы, охватывающую всю толщу породного целика между выработка- MV. В результате этого рамы крепи вместе с 55 анкерами смещаются. Таким образом, фиксация рам крепи с помощью анкеров в условиях больших смещений пород не исключает наклона рам, а следовательно, не обеспечивает возможности сохранения их расчетной несущей способности.

Целью изобретения является сохранение расчетной несущей способности металлической арочной податливой крепи в условиях больших смещений пород, окружающих выработки доставки, за счет исключения наклона рам по длине выработки.

Указанная цель достигается тем, что из- вест ая крепь выработок, включающая рамы крепи, установленные в выработке и состоящие из стоек, верхняков и замков и межрамных стяжек, снабжена канатом, натянутым вдоль выработки, канат прикреплен к каждому из верхняков рамы и его концы жестко закреплены в породном массиве.

Наличие связи между верхняками рам крепи и натянутым в кровле по длине выработки стальным канатом позволяет обеспечить сопротивляемость наклону крепи вдоль выработки. Отклонение рам крепи от вертикали зависит от прочности крепежных замков и прочности закрепления концов каната. Крепь становится более устойчивой.

На фиг. 1 показан канат в поперечном сечении выработки; на фиг. 2-4 - концы каната в шпуте с помощью цементно-песча- ного раствора к анкерам и стойкам; на фиг. 5 - узел крепления верхняка к канату.

Крепь выработок доставки представляет собой рамы, состоящую из верхняка (арки) 1 и двух стоек 2. Верхняк 1 соединен со стойками 2 с помощью замков 3. Рамы между собой по длине выработки соединены межрамными стяжками 4. На рамы уложена затяжка 5. Вдоль выработки протянут канат 6, один конец которого закрепляется в ненарушенной части породного массива. Для этого бурят шпур 7 на глубину 1,5-2.0 м, в который заводят конец каната, а затем шпур заполняют цементно-песчаным раствором. Возможно закрепление каната б к анкеру 8. установленному в тупиковой (забойной) части выработки. Анкер может быть железобетонным клиновым или распорным.

Для закрепления конца каната можно использовать стойку 9, заведенную в лунки 10, сделанные в кровле и почве тупиковой части выработки. После закрепления одного из концов каната его натягивают вдоль выработки под верхняками 1 крепи. Натяжение осуществляют с помощью скреперной лебедки, натяжных муфт и других устройств. В натянутом состоянии канат 6 прикрепляют к верхнякам 1 крепи с помощью замков, скоб и т.д.

После закрепления каната 6 к верхнякам 1 крепи закрепляют второй его конец в породном массиве. Место крепления каната выбирают в зависимости от устойчивости массива: в торце (забое) выработки, в выработке, расположенной перпендикулярно к закрепляемой.

Таким образом, каждая рама помимо фиксации ее в вертикальном положении посредством межрамных стяжек зафиксиро- вана в этом положении еще канатом, концы которого жестко закреплены в породном массиве.

В результате этого предлагаемая крепь сохраняет свою расчетную несущую спо- собность, а следовательно, исключает проведение работ по ремонту и перекреплению. В этой связи снижаются трудовые и материальные затраты на поддержание выработок, обеспечивается пла- номерная отработка блоков (панелей).

Использование предложенной крепи позволит получить значительный экономический эффект за счет снижения объемов перекрепления.,

Расчет экономического эффекта выполнен по известной методике.

Объем перекрепления на шахтах составляете среднем 3500м в год. Около 2100 (60% от перекрепленных)составляют выра- ботки, вышедшие из строя по причине наклона крепи вдоль продольной оси выработки. С применением предлагаемой крепи на эту величину уменьшится протяженность выработок нуждающихся в пере- креплении.

Стоимость металлокрепи. руб/т 163,6 Стоимость лесоматериалов, руб/м3

42.3

Средневзвешенный расход металла на перекрепление.т/м 0,267

Расход лесоматериалов на перекрепление. м3/м 0,2

Заработная плата на перекрепт ние, руб/м 14,7

Таким образом расходы на перекрепление 1 м выработки составляют 66,8 руб/м.

Экономический эффект будет равен 140 тыс.руб/год.

Формула изобретения

Крепь горных выработок, включающая рамы крепи, установленные через интервалы по длине выработок и состоящие из стоек, верхняков с замками в сводовой части, замков для соединения элементов крепи между собой, и межрамных стяжек, отличающаяся тем, что, с целью сохранения несущей способности рам путем исключения их наклона по длине выработки в усло виях больших смещений пород в . приконтурной зоне выработки, крепь имеет канат, установленный продольно с внутренней стороны крепи в свободной сводовой части верхняков и жестко соединенный сними посредством замков сводовой части, при этом концы каната имеют приспособления для крепления их в горном массиве.

Изобретение относится к горному делу. в частности к креплению горных выработок. Цель изобретения - сохранение несущей способности крепи, снижение которой происходит в результате наклона рам вдоль продольной оси выработки. Крепь, содержит стойку, верхняки, замки 3 и межрамные стяжки 4. Крепь снабжена канатом 6, натянутым в кровле, концы которого закреплены в ненарушенном породном массиве. Благодаря жесткой связи каната 6 с верхняками рам последние удерживаются в вертикальном положении. Это обеспечивает работу крепи в расчетном режиме, а следовательно, увеличивает срок службы выработки. 6 ил. Ё 7 V4 О Сд) 00 го t

фиг.1

8

V//////////S/,

фигЗ

I

.

I

/

/ У77777777 Фру/7/7/

Фи г 4

1U

.

I

Фиг. 5