Крепь шахтного ствола Советский патент 1992 года по МПК E21D5/04 

шастся связь между стенками выработки и несущей оболочкой железобетонной крепи, так как всем весом железобетонная оболочка будет стремиться вниз, что резко снижает надежность работы крепи, особенно при больших глубинах ствола.

Целью изобретения является повышение надежности эксплуатации крепи.

Поставленная цель достигается тем, что крепь снабжена заполнением вертикальных каналов из податливого вспененного материала, а часть ребер жесткости выполнена из металлических элементов, защемленных в несущей и внешней оболочках, а металлические элементы ребер жесткости выпо/ йены из вертикальных листов Кроме того, металлические элементы ребер жесткости выполнены в виде стоек швеллерного сечения, стойки выполнены двутаврового сечения, металлические элементы ребер жесткости установлены по винтовой линии, Схватывающей несущую оболочку, часть каждого металлического элемента ребра жесткости замоноличена в защитном массиве Кроме того, крепь снабжена анкерными стержнями, защемленными в закрепленном массиве и жестко соединенными с металлическими элементами ребер жесткости

На фиг. 1 изображена принципиальная Схема выполнения крепи шахтного ствола, вид в плане; на фиг. 2 - металлическое ребро жёсткости из листа, пример выполнения; на фиг 3 - то же, после смещения окружающих горных пород (сдавливание шахтного ствола); на фиг. 4 - металлическое ребро жесткости из проката двутаврового сечения, пример выполнения; на фиг. 5 - закрепление металлического ребра жесткости в выемке породного контура шахтного ствола, пример выполнения; на фиг. 6- крепление металлического ребра жесткости со стержнем в шпуре, пример выполнения.

Крепь шахтного ствола состоит из несущей железобетонной оболочки 1 (фиг. 1), компенсационной оболочки 2 с каналами 3, заполненными вспененным податливым материалом 4,и внешней бетонной оболочки 5, взаимодействующей с вмещающими горными породами 6

Ребра 7 жесткости между каналами 3 выполнены из бетона и по меньшей мере часть из них выполнена из листового металла 8 (фиг 1-3), одна сторона 9 которых закреплена и замоноличена в несущей железобетонной оболочке 1, другая противоположная сторона 10 ребер жесткости закреплена и замоноличена во внешней бетонной оболочке 5

Каналы 3 могут изготовляться пустооб- разователями с обязательным заполнением

вспененным податливым материалом или же на каркасе могут быть смонтированы заранее изготовленные блоки заданной формы из вспененного материала, а затем

произведено заполнение заопалубочного пространства бетоном с образованием каналов блоками из вспененных материалов. Размеры и обьем пустот 3 определяются необходимой податливостью (смещением)

вмещающих пород 6. Толщины ребер 7 жесткости (фиг. 2 и 3) определяются из условия, чтобы прочность их была по крайней мере в три раза меньше прочности несущей железобетонной оболочки 1

Часть ребер жесткости выполнена из листов 8, толщина которых рассчитывается как стенка с защемленными концами и работает на срез из условия веса несущей оболочки крепи,

Ребра жесткости могут быть выполнены в виде швеллерного или двутаврового сечений 11 (фиг. 4) с замоноличиванием полок в несущей 1 и внешней 5 оболочках с использованием стенок 12 в каналах 3 компенсационной оболочки 2 в виде ребер жесткости. При равномерном горном давлении металлические ребра жесткости могут быть выполнены (уложены) по винтовой линии, охватывающей несущую железобетонную

оболочку.

Для улучшения связи с породным контуром ствола шахты во вмещающих горных породах могут быть выполнены местные выемки 13 (фиг. 5), заполненные бетоном 14, в

которых замоноличена часть 10 ребер 8 жесткости.

Для обеспечения технологичности установки металлических ребер жесткости перед бетонированием для повышения

сцепления крепи с контуром ствола шахты во вмещающих горных породах могут быть пробурены шпуры 15 (фиг. 6), в которых устанавливаются стержни 16 (анкеры)жестко соединенные (приваренные) с металлическими ребрами 8 жесткости.

Крепь шахтного ствола работает следующим образом.

При повышенном давлении изменяется контур выработки, уменьшается породный

диаметр ствола Крепь может работать при равномерном уменьшении сечения выработки (равномерном горном давлении), а также при неравномерном распределении горного давления, т.е. Когда смещения различны по направлениям в сечениях.

Деформации бетонной оболочки 5 (фиг. 1-3), взаимодействующей с вмещающими горными породами б, передаются на компенсационную оболочку 2 с каналами 3. Когда давление превысит допустимое

напряжение для ребер 7 жесткости, они начнут разрушаться, спрессовывая вспененный материал 4 в каналах 3. При этом весь разрушенный бетон остается в одной плоскости и не происходит его перемещения вниз по каналу. Металлические ребра 8 жесткости при этом деформируются (гофрируются) в каналах 3, сминая вспененный материал. При деформировании металлических ребер жесткости не происходит их раз- рушения и они способны удерживать несущую оболочку 1 от перемещения вниз При этом несущая оболочка 1 из монолитного бетона имеет трехкратный запас прочности на раздавливание в сравнении с ребрами 7 жесткости компенсационной оболочки 2, вследствие чего, пока не будет израсходован весь запас компенсации, несущая оболочка будет работать без деформаций и изменения формы, а связь этой оболочки с горными породами будет осуществляться через гофрированные металлические ребра жесткости.

Работа крепи в других примерах выполнения металлических ребер жесткости аналогична.

Формула изобретения 1, Крепь шахтного ствола, включающая несущую железобетонную оболочку, компенсационную оболочку с разделенными ребрами жесткости вертикальными каналами и внешнюю оболочку, отличающаяс я тем, что, с целью повышения надежности эксплуатации, крепь снабжена наполнителем вертикальных каналов из податливого вспененного материала, а часть ребер жеп- 5 ткости выполнена из металлических элементов, защемленных в несущей и внешней оболочках.

2, Крепь по п. 1,отличающаяся тем, что металлические элементы ребер же- 0 сткости выполнены из вертикальных листов.

3 Крепьпоп.1,отл ича ющаясятем, что металлические элементы ребер жесткости выпопнены в виде стоек швеллерного 5 сечения,

4, Крепь поп„3. отличающаяся тем, что стойки выполнены двухтаврового сечения,

0 5. Крепь по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ а я- с я тем, что металлические элементы ребер жесткости установлены по винтовой линии, охватывающей несущую оболочку.

6.Крепь по пп. 1-4, отличающаяся . , что часть каждого металлического

элемента ребра жесткости замоноличена в 1 защитном массиве.

7.Крепь по пп. 1-5, отличающаяся тем, что она снабжена анкерными стержня0 ми, защемленными в закрепленном массиве и жестко соединенными с металлическими элементами ребер жесткости.

I

Го r

-4 .Сь -4 -4 О -Сь

физ.б ;