Сборная крепь горных выработок Советский патент 1983 года по МПК E21D11/04 

(54) СБОРНАЯ КРЕПЬ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Изобретение относится к горному делу, а именно к сборным крепям и может быть использовано при строительстве горных выработок.

Известна, сборная железобето.нная крепь для капитальных горных выработок/ состоящая из отдельных прямоугольных плоско-вогнутых блоков с криволинейными торцами C lТакая крепь работает без предварительного обжатия в породу в жестком режиме, несущая способность ее незначительна, а область применения весьма ограничена.

Наиболее близким к изобретению решением по технической сущности ; является -сборная крепь горных выработок, включающая кольца, состоящие из трапециевидных блоков 2.

Одна эта крепь также работает в жестком режиме и применение ее в тяжелых горно-геологических условиях приводит к разрушению крепи и характеризуется значительными затратами на ее ремонт.

Цель изобретения - повышение несущей способности крепи путем обеспечения податливости и регулируемого режима работы.

Поставленная цель достигается тем, что в сборной крепи,включающей кольца, состоящие из трапециевидных блоков,крепь снабжена податливыми элементами, а кольца крепи установлены с зазором, причем податливые элементы расположены в данных зазорах между большими основаниями тра-, пециевидных блоков с возможностью

10 перемещения блоков друг относительно друга по сопрягае№ам боковым сторонам.

На фиг. 1 показана выработка с крепью, поперечное сечение; на

15 фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг. 3 то же, после смещения блоков.

Крепь выполнена из отдельных колец 1, собираемых из трапециевидных блоков 2. Для обеспечения ыарнирнос20ти крепи сопрягаемые боковые стороны 3 блоков 2 выполнены криволинейными. Кольца 1 крепи установлены на расстоянии друг от друга, а в зазоре 4 между большими основаниями 5

25 блоков 2 по всему периметру выработки 6 предусмотрены податливые элементы 7, например гидродомкраты, пневмобаллоны, пружины, сминаемые деревянные прокладки или железобе30тонные блоки, патроны постоянного

сопротивления с применением парафина в качестве рабочего тела и т.д. Пространство между кольцами 1 перекрыто затяжками 8.:

Возведение крепи производят в обжатием в горную породу известными спрсобаКш с помощью щит-опалубки или шаблонных рам. Обжатие кольца 1 осуществляют с использованием трапециевидного блока 2 крепи, который домкратом или распорным устройством вдавливают в проем между смежными блокгши 2. При этом для обеспечения устойчивости кольца 1 в этот момент блоки 2 необходимо скрепить между собой либо неподвижно зафиксировать в про цольном направлении с помощью щит-опалубки.

Податливость крепи осуществляется следующим образом.

Нагрузка от породного массива передается на кольца 1 крепи, которые работают как шарнирная конструкция до достижения предельной нагрузки на податливые элементы 7. После этого податливые элементы 7 срабатыBcUOT, и блоки 2 начинают перемещаться друг относительно друга в продольном направлении до восстановления равновесия. За счет перемещения блоков 2 в продольном направлении . . обеспечивается радиальная податливость kpeпи и смещение контура выработки б.

Регулируемый режим работы крепи обеспечивается за счет применения специальных податливых элементов 7 с различными рабочими характеристиками. Так, например, при применении гидродомкратов вначале эксплуатации офаботки можно обеспечить податливый режим работы крепи с заданным отпором, а затем после образования вокруг выработки зоны разрушенных пород, повысить давление в домкратах и увеличить сопротивление крепи, тем самым обжать разрушенные породы и заставить их работать совместно с крепью.

Усилия в блоках 2 и на податливые элементы 7, величину перемещения блоков 2, податливость и несущую способность крепи можно регулировать

в больших пределах за счет изменения угла oL, коэффициента трения по сопрягаемом боковым сторонам 3 блоков 2, количества и размеров блоков и числа шарниров.

Для подбора оптимального вида крепи проводятся расчеты и определяются параметры и рабочие характеристики для шести- восьми- и двенадцатишарнирной конструкции. Так, например, для круговой выработки радиусом 2,0 м и двенадцатишарнирной конструкции крепи из железобетонных (трапециевидных блоков длиной 1,5 м, окантованных по боковым сопрягающимися сторонам металлическими листами, вес одного блока составляет 800 кгс. При радиальной податливости крепи 100 мм продольное перемещение блоков равно 1.9 5. мм при угле ot 15 и 90мм , а нагрузка на податливые элементы между двумя блоками при несущей способности крепи 100 1/м соответственно составля ет 70,0 тс и 152 тс.

Формула изобретения

Сборная крепь горных выработок, включаквдая кольца, состоящие из трапециевидных блоков, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности крепи путем обеспечения податливости и регулируемого режима работы, крепь снабжена податливыми элементами, а кольца крепи установлены с зазором, причем податливые элементы расположены в данных зазорах между большими основаниями трапециевидных блоков с возможностью перемещения блоков, друг относительно друга по сопрягаемым боковым сторонам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

495439, кл. Е 21 -О 11/04, 1976. .

А-А

f ,w x/j i5i j 5AV5W /7V

Фигг