Способ крепления горизонтальных выработок Советский патент 1993 года по МПК E21D11/14 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых в любых по физико-механическим свойствам породах и рудах.

Целью изобретения является повышение эффективности способа крепления выработок и снижение затрат на его производство.

Принятая конструкция арочного пояса из трех блоков обусловлена тем, что при этом достигается наиболее высокая степень расклинки и упрощается монтаж крепления, на постель укладываются два боковых блока и между ними вдвигается центральный блок.

Между блоками отсутствуют жесткие связи. При неравномерном давлении на арку по ее длине отдельные блоки имеют возможность перемещаться относительно друг друга в вертикальной плоскости, .что приводит к перераспределению нагрузки, а следовательно, повышается несущая способность крепления.

При выполаживании арки под нагрузкой возможноудлинение арки в горизонтальной плоскости без нарушения прочностных связей между блоками. Поэтому при наличии постели, выполненной из податливых материалов, обеспечивается податливость арочной крепи в целом. .

С увеличением нагрузки на пяту увеличиваются разрушающие нагрузки на породы в стенке выработки, но одновременно возрастают и противодействующие усилия со стороны упорного устройства в связи с горизонтальным перемещением блоков при выполаживании арки.

Все элементы крепления могут быть выполнены за пределами места установки.

Укладка постели на пяте позволяет производить установку блоков с заданной точностью их подгонки.

со

с

00

(

00

о

СА

Предлагаемый способ крепления в значительной степени универсализован для различных горно-геологических условий, так как позволяет в широком диапазоне регулировать создаваемую прочность крепления дифференцированно для кровли и бортов выработки в зависимости от характера и величины горного давления.

На фиг. 1 показано крепление горизонтальной выработки, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, продольный разрез.

Прим е р. На большой глубине в слабых рудах и породах системами с обрушением налегающих пород в днище камеры пройден доставочный штрек 1 со сводообразной формой кровли 2, а в верхней части штрека в обоих бортах 3 выработки 1 за пределами ее контура образуют вруб 4, подошва 5 которого служит пятой для возведения крепления кровли. Вруб 4 проходят наклонным в сторону штрека 1. На подошву 5 вруба укладывают постель 6 из податливого материала, например пластичного бетона, которая служит целям придания податливости опертому на нее креплению; для подгонки выбранного стандартного крепления. На постель укладывают боковые железобетонные блоки 7 и между ними вдвигают центральный блок 8. Верхняя поверхность блоков 7,8 имеет профильную форму, а пояс, собранный из трех блоков, повторяет сводообразную поверхность штрека. Нижняя поверхность блоков выполнена в виде плоских фигур. Возможна цилиндрическая форма, концентричная поверхности свода 2.

По бортам 3 штрека 1 устанавливают стойки 9 вразбежку, например по одной под каждым блоком 7, Нижние концы стоек 9 фиксируют в приямках 10, а верхние концы заводят между стенкой 3 штрека 1 и упорным устройством 11, которые вмонтированы в нижние основания блоков 7. Упорным устройством 11 может служить уголок, одна полка которого с приваренным к ней штве- рями 12 запрессована в бетон блока 7.

Между стойками 9 и стенками 3 укладывают затяжку 13. Материал стоек 9 и затяжки 13, их прочность подбирают исходя из ожидаемой боковой нагрузки. В зависимости от нагрузки рассчитывается и мощность железобетонной крепи кровли штрека. Так, например, на глубине 300м удельное давление на крепь может достигать 500-600 т/м2.

При таком давлении металлическая крепь становится экономически нецелесообразной, а практически-трудноосуществимой из-за дефицита металлических профильных материалов. Создание железобетонной крепи для столь больших нагрузок не вызывает затруднений в практическом осуществления.

Давление Р вызовет деформацию арки, ее выполаживание, а следовательно, и перемещение блоков 7 в направлении, нормальном к пяте 5; соответственно, произойдет рассредоточение сил давления Р на Р2 - силы, направленные в глубь массива (создающие нормальные напряжения), Рз- параллельные стенке выработки (касательные напряжения) и Р - силы, передаваемые через упорное устройство нормально к стенкам выработки. Таким образом, силы Р4 противодействуют разрушающим (скалывающим) усилиям Рз. При этом с возрастанием Р увеличивается и Р).

Предлагаемое решение по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества: расширяется область применения крепления; повышается эффективность крепления; упрощается технология возведения крепи, сокращаются трудовые и материальные затраты.: Формула изобретен и я

Способ крепления горизонтальных выработок, включающий формирование сводчатой формы кровли выработки, ее стенок и образование пят под крепление свода за пределами контура выработки, от л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности крепления горизонтальных выработок, снижения затрат на его производство, на пятах формируют постель из податливого материала, а сводчатую часть

выработки крепят всплошную арочными поясами из трех железобетонных блоков, боковые из них оснащают упорными устройствами, с помощью которых осуществляют крепление стенок выработки.

,1

rj-у--

jss ffffSJLS JSJ+fffff + fftpSfS smtjjSj jjfJISJfff

,1

8

А

j-у--

Использование: крепление выработок в любых горно-геологических условиях, преимущественно в условиях проявления разрушительного горного давления. Сущность изобретений: способ включает формирование сводчатой формы кровли выработки, ее стенок и образование пят под крепление свода. При этом на пятах формируют постель из податливого материала. Сводчатую часть выработки крепят всплошную арочными поясами из трех железобетонных блоков. Боковые блоки оснащают упорными устройствами, которыми осуществляют крепление стенок выработки. 2 ил,

70

-13

-# 70