Способ возведения шахтных перемычек Советский патент 1981 года по МПК E21F15/00 E21F5/00 

I

V Изобретение относится к горному

делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых с любой закладкой или заиливанием выработанного пространства, при необходимости изоляшга отдельных выработок или участков шахтных попей, а также при оставлении рудоспусков и восстающих в массиве закладки.

Известен способ возведения перемычек из дерева, металла и других материалов в горизонтальных и наклонных вьфаботках, включающий установку раскрепленного прочного каркаса, одностороннюю обшивку каркаса изолирующим материалом и дополнительное уплотнение на контакте с контуром выработки 1 .

Однако такие перемычки применяют в выработках ограниченного сечения для изоляции зон обрушения и ведения горных работ с закладкой вьфаботанного пространства сухим материалом или небольшими порциями твердеющей смеси

И эксплуатируют при незначительном бо ковом давлении. Реализация указанного способа возведения перемычек наряду с отмеченными недостатками последних требует значительных трудозатрат, большого расхода дорогостоящих материалов и небезопасна.

Известен способ возведения перемычек из оболочек, изготовленных из прочного, плотного и эластичного материала,

10 включающий заполнение оболочек сжатым воздухом или водой, закрепление их по контуру выработки для полной изоляции участков, закладываемых твердеющей смесью .

IS

Данный способ рассчитан на многократное возведение перемычек с использованием одних и тех же оболочек 2 ,

Недостатком способа является то, что он применим только при сравнитель20но малых поперечных нагрузках.

Известен также способ возведения шахтных перемычек из теердеющих см&сей, включающий образование по сече- нию выработки специального вруба, установку по его контуру двусторонней опалубки и заполнение опалубки ппастичным бетоном f3 J . Недостатком данного способа являетс повышенная трудоемкость работ, значительный расход материалов, а также пониженная безопасность труда при образорании вруба, установке и сохранинии опалубки. Кроме того, известен способ возведения перемычек из твердеющей закладки в горизонтальйых и накладных выработках, заключающийся в том, что в ме те перемычки устанавливают воздухопро ницаемые резервуары из складьюающегося пористого (фипътруклцегося) материала, соответствующие выработке по форме и размерам. Закладка вводится в резервуар сжатым воздухом минимум через одну трубу, а удаление воздуха происходит по всем боковым поверхностям резервуара благодаря пористости тк ни. Резервуар снабжен крепежными приспособлениями для закрепления его по контуру выработки 4. . Недостаток сушествукшего способа высокая трудоемкость работ нэ-аа использоваиня ручного труда при закреплении резервуара по контуру выработки а также недостаточно плотный и прочный контакт перемычек с контуром перекрываемой выработки. Цель изобретения - уменьшение трудозатрат на возведение перемычек за счет снижения затрат ручного труда и повышение безопасности работ и надежности возведения перемычек за счет ув личения плотности и прочности контакта их с контуром перекрываемой вь$работки. Поставленная дель достигается тем, что перемычки возводят из нескольких рядов емкостей, при этом нагнетают быстросхватътающуюся твердеющую сме сначала в емкости нижнего ряда, а ем- кости каждого вьплележащего ряда за полняют той же смесью после схваты- вания твердеющей смеси в емкостях ни жележащего ряда, причем общее сечение укладьгоаемых емкостей принимают большим, чем сечение выработки. На фиг. 1 показана принципиальная схема возведения перемычки, разрез вдоль перекрьтаемой выработки; на фиг. 2 - то же, сечение А-А на фиг. на фиг. 3 - план шахтной перемычки для оставляемого в массиве закладки вентиляционного восстающего или рудоспуска. Возведение шахтных перемычек осуществляется следующим образом. В перекрываемой выработке 1 укладьтают емкости 2, изготовленные из эластичного фильтрующего материала, например стеклоткани, и имеющие форму зашитого мещка. Каждая из емкостей имеет патрубок 3, через который в нее нагнетают быстросхватьшающуюся твердеющую смесь 4. Для осуществления нагнетания к патрубку 3 подсоединяют бетоновод 5 от бетононшнетателя 6. Использование фильтрующих эластичных материалов для изготовления емкостей 2 облегчает транспортирование последних, исключает необходимость долговременных работ у выработанного пространства. В качестве быстросхватьшающей твердеющей смеси для заполнения емкостей используют, например, пециально приготовленный раствор бетона или твердеющий раствор, из которого формируют закладочный массив 7. В обоих случаях в растворы добавляют ускорители схватывания, например хлористый кальций в количестве 2-4% от реса цемента. По окончании нагнетания раствора быстросхватывающей твердеющей смеси вЬ избежании его вытекания патрубок 3 пережимают зажимом 8, извлекают из него бетоновод и приступают к запол- . нению следующей емкости 8. При этом заполненная ранее емкость вследствие эластичности ее стенок повторяет форму основания и прилегает к соседним емкостям или стенкам выработки 1. Часть раствора из заполненной емкости просачивается через фильтрующий материал и заполняет все пустоты. После заполнения всех емкостей 2 первого ряда приступают к нагнетанию смеси в емкости вышерасположенного ряда, причем нагнетание осуществляют только после схватьгоания смеси в емкостях нижнего ряда, т. е, не ранее, чем через 3-5 ч. При данном промежутке времени твердеющая смесь еще способна к деформированию и уплотнению под нагрузкой, и в то же время ее пригружение благоприятно сказывается на последующем наборе прочности. Вследствие просачивания частиц твердеющей смеси и заполнения ими отдельных полостей, не заполненных при деформировании емкостей, обеспечивается монолитность возводимой перемычки. Указанный порядок

заполнения емкостей вьщерживают до окончания возведения перюмычки.

Полное перекрытие вырабо-гаи возводимой перемычкой достигается тем, что общее сечение емкостей принимают больше сечения выршботки. В результате этого при нагнетании твердеющей смеси в верхний ряд емкостей последние способны перекрывать все неровности и герметизировать выработанное пространство.

Это способствует также более прочному контакту затвердевшей смеси по всему контуру перекрьтаемой выработ ки и, следовательно, повышает способность возведенных перемычек выдерживать значительные продольные и поперечнью нагрузки.

В зависимости от величин этих нагрузок определяют длину емкостей, используемых при возведении перемычки. ределение длины емкости по фактору бокового давления производят по формуле .GS

е

.ГР

где 2 - длина емкости, м;

Q - боковое давление на перемычку.

Па;

Г - сцепление на поверхности контакта перемычки со стенками или емкостей друг с другом, Па; S - площадь поперечного сечения выработки в месте возведения

перемычки, Р - периметр перемычки, м. Определение длины емкостей по фактору осевого давления производят, пользуясь любым , из методов, рекомендуемых строительной механикой или сопротивлением материалов.

Укладку и порядное наполнение емкостей твердеющей смесью совмещают при необходимости с ведением закладочных работ в выработанном пространств ве. При этом уровень заливаемой закладки поддерживают постоянно ниже уровня емкостей, наполняемых твердеющей смесью.

Применение предложенного способа возведения шахтных перемьгаек позволит снизить трудозатраты на возведение перемычек за счет сокращения ручного труда и упрощения работ при их

возведении, повысит надежность перемычек за счет более плотного и прочного контакта их с контуром перекрываемой выработки, обеспечит механизапшо работ по возведению перемычек, повысит безопасвость работ nq возведению перемычек, поскольку не требуется . присутствия пищей со стороны выработанного пространства. ,

Формуле изобретения

Способ возведения шахтных перемычек в горизонтальных и наклснтых выработках, включающий размещение емкостей из эластичного фильтрующего материала в месте возведения перемычки и нагнетания в них твердеющей

смеси, отличающийся тем, что, d депью уменьшения трудозатрат на возведение перемычек за счет снижения затрат ручного труда и повышения безопасности работ и надежное возведения перемычек эа счет увевиче- ния плотности а прочности контакта их с контуром перекрлваемой выработки, перемычки возводят из нескольких рядов емкостей, при этом нагнетают быстросхватываюшуюся твердеющую смесь сначала в емкости нижнего ряда, а емкости каждого вышележащего ряда заполняют той же сместаю после схватъша ния твердеющей смеси в емкостях ниже-

лежащего ряда, причем общее сечение укладываемых емкостей принимают бояЕгшим, чем сеченне выработки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Малетин Л. В., Смирнов А. А. и др. Опыт закладочных работ при сплошной слоевой выемке руды на руднике Комсомольский. Труды института Типроникепь, Л., 1976, эып, 64,

с. 44-45.

2.Авторское свидетельство СССР № 6О5984, кл. Е 21 F 1/14, 1976.

3.Ренте М. Возведение околоштрековых полос из гидравлических вяжущих

материалов, Глюкауф, 197О, № 2, с. 18-21.

4.Патент Франции Ns 2327392, кл. Е 21 F 15/02, опублик.1977.

г

, . ,о . - . . ХР. ... ...

.0.;л-:- -/ъ.-.У---Я« --«-; --- «

. .. ,

. . Ч т- чЧЦгу.. .. . . .:

. -. ..- .;. .;

. .

-.4:6,

- -л.

. . . . .

о. . L

:..:-..-::vv:.:v-vt

:: К.

.bsU

r div:

. V; . :V/-/; :......:J -.

йг„-гу;

У.

..-о-. .- б:--/-. .-..--. ..VfvVk- Ч-.. ..- ..р.-./.-/..-о .,-::,;:... -;-..-:.- rv.. рУЬ v.. .- : :--Ух: :;. у;./;-:,

Т 4

.. . оЛ:-: ..;-(

О: ,

/i тг ..;-.-.: .-у.-...-.-/...-.,.. .;/...;.: .:

,,. ;.: .v.:. . .;

::..-л я; р.-уУ-:: .-, оЙЙ- -.....

..;:-. П- V

..«. .

:« . . ., -

Фиг. 5