Крепь для подземных выработок Советский патент 1981 года по МПК E21D13/04 

(54) КРЕПЬ ДЛЯ ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТСК

Изобретение огносвгся к тоннельному строигельсгву и может использоваться дл проходки вьфаботок сводчатого очертания с возведением в них конструкции сводов. Известны крепи для подземных вьфаботок, включающие элементы крепления кровли вьфаботки - выдвижные козьфьки в виде цельной арки, отдельных секций либо выдвижных балок, опирающихся одним ксящом на корпус проходческого щита, а другим на породу выработкир Однако козьфьки в виде цельной арки громоздки, козырьки в виде отдельных секций или выдвижных балок, опирающихся передним краем на штробу в забое мо гут использоваться только в относительно крепких грунтах. Кроме того, эти конструкции предназначены для ограниченного случая щитовой проходки. Наиболее близкой к предлагаемся явля ется крепь для подземной вьфаботки включающая обделку свода, стойки, опирающиеся на выдвижные балки, кружальные арки и элементы крепления кровли вьфаботки в виде козьфьков из отдельных плит 2J. Недостатками этой кснструкциа крепи является сложность ее, громоздкость; сма не обеспечивает крепление лба забоя, загромождает призабойную зону, что препятствует механизированны) разработке грунта. Цг-ль изофетения - снижение трудозатрат, сокращение материалоемкости крепи и ускорение прсщесса проходки. Эта цель достигается тем, что элементы крепления кровли снабжены секционными телескопическими козырьками, одни концы которых установлены с возможно стью взаимодействия с обделкой, а другие - с кружалыюй аркой, к которой подвешены выполненные телескопическими стойки. Передвижение секционных козырьков осуществляется с помощью гидроо,Ш1Инд ров, размещенных между обделк(Л и стенками (кровлей) вьфаботки. Ги/ юцвлиндры соединены шгоками с эпеменгами крепления кровли и опираются на обделку свода. Для восприягия опорных реакций между породой и обделкой между секциями козьфьков усгановлены опорные приспособления в виде клиньев. На фиг, 1 показана в подземной вьфаботке - прорези (калогтный профиль), обший ви/ц на фиг. 2 - секция крепи,разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 3 - эгапы пе- ресгановки крепи при проходке выработки, разрез Б-Б на фиг. 2, Крепь кровли 1 и лба 2 забоя калоггной вьфабогки 3 состоит из нескольких секций телескопических козьфьков 4, заведенных в зазор 5 между грунтом и блоками 6 несущего свода. Козырьками перекрывается вся наружная поверхносгь бло ков обделки, за исключением небольших участков в зс«е радиальных стыков 7 соседних блоков. В эти места устанавливаются опорные приспособления, например клинья 8, для восприятия опорных реакций между породой и обделкой. Козьфьки 4 из корытных или ксробчатых профилей 9 объединяются между собой в секции при помощи кружальной арки Ю Одна кружальная арка может объединять 1-3 козьфька. Для крепления кровли опережающих вьфаботок (ниш) между полками профилей 9 свободно заложены выдвижные элементы 11, например доски. Для создания зазора между нижней поверхностью козырька 4 и мштируемъ1ми блоками. 12 очередных арок свода к заднему кшцу профилей 9 прикреплены метал лические клинья 13. К кружальной арке 1О шарнирно подве шены телескопические стойки 14 с гкправлическими или винтовыми домкратами 15 Сгойхя 14 служат одновременно для поддержания через арку 10 передних концов козьфьков 4 и в качестве балок крепления лба забоя. Между грунтом лба забоя и телескопическими стойками 14 заложены детски 16 лобовой забирки. Для перемещения секции крепи в продольном направлении служат двухходовые цйлингфы 17, Помещенные в зазор 5 между обделкой свода и порсйюй, причем полые штоки IS гидроцилиндров шарнирно соединены с кружалыюй аркой Ю, а на самйх. гидpoцилин Чax имеются упоры 19 для опИрания на блоки свода при передвижении крепи. Технология софужения свода в подземной вьфаботки с помощью предлагаемо- го устройства включает следующие операции. Производится разработка грунта забоя колоттной вьфаботки. Процесс разработки начинается со снятия дощатой забирки 16 на центральном участке 2О лба забоя. По мере проходки центральной ниши 21 постепенно выдвигаются доски 11 забирки кровли, находящиеся в ячейках профилей 9, и опираются своим передним концом на штробу 22. Длина досок 11 назначается с учетом возможности их работы как ксжсолей, имеющих заделку в ячейках профилей 9. После разработки и убфки грунта в центральной нише забоя на величину заходки производится перестановка первой (центральной) секции крепи. Для этого освобождаются упоры (домкраты 15) телескопических стоек 14, приводятся в действие гидроцилиндры 17, которьЕк. опираются на блоки ранее смс 1тированной арки 12 упорами 19, а их штоки 18 выдвигаются вперед. С ними выдвигается вперед кружалнзная арка Юс козырьками 4{ при этом доски 11 временной забирки кровли задвигаются обратао в ячейки профилей 9. Телескопические стойки 14, шарнирно подвешенные к кружальной арке 1О перемещаются вперед вместе с секцией ко- зьфьков 4 без применения ручного труда. После этого стойки 14 расп{5)аются в псдошву вьфаботки домкратом 15, поддержи вая переший конец козьфьков 4 ( через арку 10) За стойки 14 вновь заводятся доски 16 забиркн лба забоя. Затем жидкость подается по шлангу 23 в штоковую полость гидроцйлиндро в 17, и послел1аие подтягиваются вперед при этом дввженшо козьфьков 4 назад препятствуют выдвижные упоры 24, установленные на козырьках и упирающиеся в обделку. Процесс разработки грунта и перестановки секций крепи последовательно повтеряют в соседних ячейках 25-28 забоя; при этом работы производят одновременно справа и слева от центральной ячейки 21. После разработки забоя на всю ширину вьфаботки производят монтаж блоков 12 арок свода. Монтаж производится с помощью дугового укладчика. Во время движения блоков по роликам блокоукладчика между наружной поверхностью первьк и внутренней поверхностью козьфьков 4 все время сохраняется зазор, создание которого обеспечивается наличием клиньев 13, прикро1ленных к задним концам профилей 9 и распором вверх перед- . 8 них кшцов секций телесйопичёскюс козьфБ ков при помощи стоек 14. По мереусгановки блоков свода в про ектное положение производится фиксация их положения в радиальном направлении путем установки опорных приспособлений, например в виде деревянных или железобетшных клиньев 8, каждый напротив радиапы1ЫХ .стыков 7 блоков обделки. Тем самым обеспечивается надежное опираиие для: каждого блока свода в момент замыкания свода и обжатия его в породу. Монтаж свода завершается нагнетанием цемаятно-песчаного раствора в зазор 5 между обделкой и грунтом. С целью ограничения попадания цементно-песчаного ра створа в ячейки профилей 9 на заднем их конце устанавливаются уплотньтельные элементы, например, в виде перегоридок 29. лаизобре тения о р м у 1. Крепь для подземных вьфаботок, включающая обделку свода, стойки, кружальную арку и элементы крепления крее1ЛИ выработки, отличающаяся тем, что, с целью снижения трудозатрат, сокращения материалоемкости и ускорения процесса проходки, элементы крепления кровли снабжены секционными телескопическими козырьками, одни концы которых установлены с возможностью взаимодействия с обделкой свода, а другие - с кружальной аркой, к которой подвешены стойки, выполненные телескопическими. 2.Крепь по п. 1, отличающаяся тем, что, секционные козьфьки имеют гидроцнлиндры, размещенные между обделкой и стенками выработки, соединенные щтоками с элементами крепления кровли и опирающиеся на обделку свода. 3.Крепь по п. 1. отличающаяся тем, что между секциями козырьков установлены опорные приспособления, выполненные в виде клиньев, для восприятия опорных реакций между породой и обделкой. Источники информации, принятые во внимание пои экспертизе .1. Волков В. П. Тоннели и метрополитены. М., Недра, 1964, с. 346-347. 2. Патент США № 386642, кл. 61-84, опублик. 1975 (прототип).