PL169011B1

PL169011B1 - Obudowa chodnikowa, zwlaszcza dla kopalni podziemnych PL

Info

Publication number: PL169011B1
Application number: PL29614192A
Authority: PL
Inventors: Linsingen-Heintzmann Peter Von
Original assignee: Linsingen Heintzmann Von
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1992-10-02
Publication date: 1996-05-31
Also published as: GB9220712D0; GB2260553B; DE4133267A1; GB2260553A; PL296141A1; DE4133267C2

Abstract

1. Obudowa chodnikowa, zwlaszcza dla kopal- ni podziemnych, posiadajaca wygiete w kierunku obwodowym chodnika, zespolone ze soba segmenty stalowe, ewentualne usztywnienia i ewentualne ko- twy skalne, przy czym segmenty stalowe maja prze- biegajace w kierunku wzdluznym chodnika, otwarte od strony górotworu korytka oraz przebiegajace mie- dzy sasiednimi korytkami, otwarte od strony chodnika bruzdy podatne, zas segmenty stalowe sa polaczone z górotworem poprzez betonowe wypelnienie i be- ton w korytkach tworzy belki betonowe, a wyzna- czone bruzdy podatne strefy miedzy korytkami przystosowane sa do sprezystego wyginania, zna- mienna tym, ze od strony pustej przestrzeni tunelu sa, w przebiegajacych w kierunku wzdluznym obudowy i przewidzianych w kierunku promieniowym pomie- dzy usztywnieniami (2) bruzdach podatnych (4), osa- dzone i zamocowane ciagle wkladki podatne (8), przy czym podatnosc wkladek podatnych (8) moze byc dobierana rózna, odpowiednio do sil górotworu, które maja byc opanowane. Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest obudowa chodnikowa, zwłaszcza dla kopalni podziemnych.

Znane są obudowy chodnikowe z wygiętymi w kierunku obwodowym chodnika, zespolonymi segmentami stalowymi, z ewentualnymi usztywnieniami i kotwami skalnymi.

Segmenty stalowe mają przebiegające w kierunku wzdłużnym chodnika, otwarte od strony górotworu korytka oraz przebiegające między sąsiednimi korytkami, otwarte od strony chodnika bruzdy podatne, przy czym segmenty stalowe łączą się z górotworem poprzez betonowe wypełnienie, a także beton w korytkach tworzy belki betonowe i wyznaczone przez bruzdy podatne strefy między korytkami przystosowane są do sprężystego wyginania.

Przekrój korytek i bruzd podatnych jest w znacznym stopniu dowolny, korzystnie jest on trapezowy.

Układ jest najczęściej rozplanowany tak, że belki betonowe wraz ze złączkami lub wkładkami łączącymi się z segmentami stalowymi tworzą belki żelbetowe. Można też wykorzystać tu beton włóknisty.

Segmenty stalowe są połączone w obudowę chodnikową otwartą lub pierścieniowo zamkniętą względem przekroju chodnika, a także w kierunku wzdłużnym chodnika łączy się posobnie szereg segmentów stalowych. Przy tym segmenty stalowe w kierunku obwodowym i w kierunku wzdłużnym chodnika są połączone ze sobą złączkami używanymi zwykle w górnictwie.

W znanej z niemieckiego opisu patentowego nr DE 3900431 C2 obudowie chodnikowej o opisanej konstrukcji, bruzdy podatne nie mają wkładek lub wypełnień. Podatność na działanie sił górotworu pochodzi stąd, że wypełnienie betonowe w strefie między korytkami od strony górotworu stosownie do wysokości profilu bruzd podatnych jest cieńsze niż w strefie korytek a więc i belek betonowych, tak że moment wyginania w strefie bruzd podatnych jest zredukowany oraz możliwe są odkształcenia zwiększające całościowo lub strefowo krzywiznę obudowy chodnikowej, przy czym zmniejsza się przekrój bruzd podatnych w kierunku obwodowym obudowy chodnikowej. Sprawdziło się to w licznych próbach i badaniach, jednak nie jest łatwo dostosować opisaną podatność przy zadanej grubości blachy segmentów stalowych, zadanej geometrii i danym wypełnieniu betonowym do różnych sił górotworu.

Celem wynalazku jest opracowanie zmodernizowanej konstrukcji obudowy chodnikowej o opisanych wyżej cechach, która zapewniałaby przy zadanej grubości blachy segmentów stalowych oraz zadanej geometrii i danym wypełnieniu betonowym za obudową dostosowanie do różnych sił górotworu.

Obudowa chodnikowa, w szczególności dla kopalni podziemnych, posiadająca wygięte w kierunku obwodowym chodnika, zespolone ze sobą segmenty stalowe, ewentualne usztywnienia i ewentualne kotwy skalne, przy czym segmenty stalowe mają przebiegające w kierunku wzdłużnym chodnika, otwarte od strony górotworu korytka oraz przebiegające między sąsiednimi korytkami, otwarte od strony chodnika bruzdy podatne, zaś segmenty stalowe są połączone z górotworem poprzez betonowe wypełnienie i beton w korytkach tworzy belki betonowe, a wyznaczone przez bruzdy podatne strefy między korytkami przystosowane są do sprężystego wyginania, według wynalazku charakteryzują się tym, że od strony pustej przestrzeni tunelu są, w przebiegających w kierunku wzdłużnym obudowy i przewidzianych w kierunku promieniowym pomiędzy usztywnieniami, bruzdach podatnych, osadzone i zamocowane ciągłe wkładki podatne, przy czym podatność wkładek podatnych może być dobierana różna, odpowiednio do sił górotworu, które mają być opanowane.

Korzystnie wkładki podatne wykonane są z materiału ściśliwego.

Korzystnie wkładki podatne wykonane są z betonu komórkowego, glińca lub podobnego materiału.

Korzystnie wkładki podatne zbudowane są z materiału sypkiego, który umieszczony jest w osłonie płaszczowej.

Korzystnie wkładki podatne uformowane są z blachy stalowej z możliwością odkształcania sprężystego.

Korzystnie wkładki podatne ukształtowane są jako profil wydrążony i/lub faliście, dzięki czemu mogą odkształcać się sprężyście.

169 011

Korzystnie wkładki podatne są opasane płaszczem z blachy stalowej.

Korzystnie wkładki podatne są wykonane w bruzdach jako belki, które rozciągają się przynajmniej na mierzonej w kierunku wzdłużnym chodnika długości segmentów stalowych.

Korzystnie wkładki podatne między sąsiednimi segmentami stalowymi wykonane sąjako wygięte, dostosowane do kształtu łuku segmentów belki, które rozciągają się przynajmniej na szerokość segmentów stalowych.

Korzystnie beton w bruzdach z blachą segmentów stalowych i ewentualnie zamocowanych na nich wkładkach i/lub złączkach tworzy belki żelbetowe.

Korzystnie wkładki podatne w bruzdach są połączone z blachą segmentów stalowych.

Korzystnie wkładki podatne są połączone przez blachy osłonowe i/lub łubki, które przyspawane są do wkładek nakrywając je lub przekrywając.

Korzystnie opasane płaszczem z blachy stalowej wkładki podatne są połączone spawami z segmentami stalowymi.

Korzystnie w obudowie w odmianie wykonania z usztywnieniami wykonanymi z kształtowników obudowy chodnikowej wkładki podatne są wsparte na usztywnieniach.

Umieszczenie wkładek podatnych pozwala uzyskać odsprzężenie sąsiednich segmentów stalowych albo utworzonych z nich łuków lub pierścieni obudowy w kierunku wzdłużnym chodnika.

W ramach wynalazku nie ma potrzeby umieszczania wkładek podatnych we wszystkich bruzdach podatnych, jednak korzystne jest ich umieszczenie we wszystkich bruzdach. W ramach wynalazku nie jest też potrzebne umieszczenie wkładek podatnych między wszystkimi sąsiednimi segmentami stalowymi w kierunku wzdłużnym chodnika. Raczej segmenty te wydłuża się w kierunku wzdłużnym chodnika łącząc je bezpośrednio ze sobą, a wkładki miedzy sąsiednimi segmentami stalowymi (w kierunku wzdłużnym chodnika) umieszcza się tylko tam, gdzie jest to celowe z uwagi na działanie sił górotworu. Oczywiście wkładki podatne umieszczone między sąsiednimi segmentami stalowymi (w kierunku wzdłużnym chodnika) łączy się w odpowiedni sposób z tymi segmentami. Ewentualnie można zastosować opisane niżej złączki dla wkładek podatnych wstawianych w bruzdy.

W przypadku wykonania wkładek podatnych z materiału sypkiego umieszczonego w osłonie płaszczowej, poszczególne składniki tego materiału mogą być podatne na odkształcenia sprężyste i mogą być wytworzone przykładowo z betonu komórkowego lub glińca.

Dzięki wykonaniu sprężystych wkładek podatnych z blachy stalowej i ukształtowaniu ich jako profili wydrążonych i/lub falistych, uzyskują one podatność na odkształcenia sprężyste. Zaleca się zawsze osłanianie wkładek podatnych płaszczem z blachy stalowej.

Wynalazek opiera się na fakcie, że opisana wyżej, wypróbowana obudowa chodnikowa ma w strefie bruzd podatnych pewną swobodę odkształcania się, przy czym można łatwo sterować tym stopniem swobody biorąc pod uwagę wielkość odkształcenia i potrzebne do tego siły. Regulowanie odbywa się poprzez wkładki podatne umieszczone w opisany sposób w bruzdach podatnych. Mogą one mieć zróżnicowane charakterystyki podatności, gdy w danym przypadku trzeba opanować różne siły górotworu. Przy zadanej grubości blachy, określonym wstępnie profilu i betonowym wypełnieniu za obudową można małym nakładem znacznie poprawić podatność opisanej wyżej obudowy chodnikowej przy zwiększeniu obciążenia dopuszczalnego (wytrzymałości). Z drugiej strony przy zadanych siłach górotworu oraz wynikającej stąd wytrzymałości i podatności można formować segmenty stalowe z blachy o mniejszej grubości. Obudowa według wynalazku wykazuje szczególną zaletę na przejściu chodnik/ściana, gdzie jak wiadomo obudowa chodnikowa musi być otwarta. Istnieje tu możliwość założenia niejako nadproża okiennego z belek betonowych, sięgającego ku otwartej ścianie, przy czym nad tym nadprożem można kształtować korzystnie podatność w opisany sposób.

Istnieje zatem w ramach wynalazku kilka możliwości innego ukształtowania. Tak więc wkładki podatne w bruzdach można wykonać jako belki, które przebiegają przynajmniej na długości segmentów stalowych mierzonej w kierunku wzdłużnym chodnika. Ale wkładki podatne między sąsiednimi segmentami stalowymi mogą być też wykonane jako wygięte belki dostosowane do kształtu łuku segmentów stalowych, które to belki rozciągają się przynajmniej na szerokość segmentów stalowych.

169 011

W obudowie chodnikowej według wynalazku uzyskuje się opisane korzyści już wtedy, gdy belki utworzone z betonu w korytkach są niezbrojonymi belkami betonowymi, albo są belkami 'uzbrojonymi tylko włóknami.

Specjalnie określone proporcje obciążeń i wysoką wytrzymałość uzyskuje się, gdy beton w korytkach z blachą segmentów stalowych oraz z ewentualnie umocowanymi w nich wkładami i/lub złączkami tworzy belkę żelbetową. W układzie kombinowanym i niezależnie od tego zaleca się łączenie wkładek podatnych w bruzdach z blachą segmentów stalowych.

Wkładki w komorach podatnych można w różny sposób mocować i/lub łączyć z blachą segmentów stalowych. Tak więc wkładki podatne można łączyć za pomocą blach osłonowych i/lub łubków nakładanych i spawanych na bruzdach. W przypadku zastosowania elementów podatnych osłoniętych płaszczem z blachy stalowej można złączyć wkładki podatne z segmentami stalowymi za pomocą spawania.

W postaci wykonania wynalazku z usztywnieniami wykonanymi z profili obudowy chodnikowej wynalazek zaleca, żeby wkładki podatne wspierały się na usztywnieniach.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku perspektywicznym fragment obudowy chodnikowej według wynalazku; fig. 2 - powiększony w porównaniu z fig. 1 widok obudowy chodnikowej z obiektu według fig. 1, fig. 3 - widok z boku, widok z góry i przekrój wkładek podatnych stosowanych w obudowie chodnikowej według wynalazku, na fig. cząstkowych a), b), c) i d), fig. 4 - widok z boku, widok z góry i przekrój innej postaci wykonania, na figurach cząstkowych a), b), c) i d) i fig. 5 - wkładkę podatną, którą można umieścić między sąsiednimi (w kierunku wzdłużnym chodnika) segmentami stalowymi, na figurach cząstkowych a) i b).

Przedstawiona na fig. 1 i 2 obudowa chodnikowa jest przeznaczona w szczególności dla kopalń podziemnych. W skład jej konstrukcji wchodzą w zasadzie wygięte w kierunku obwodowym chodnika, zespolone ze sobą segmenty stalowe 1, w przykładzie wykonania także kilka usztywnień 2 i ewentualnie nie pokazane na rysunku kotwy skalne.

W szczególności na fig. 1 widać, że segmenty stalowe 1 mają przebiegające w kierunku wzdłużnym chodnika, otwarte od strony górotworu korytka 3 oraz przebiegające między sąsiednimi korytkami 3, otwarte od strony chodnika bruzdy podatne 4. Segmenty stalowe 1 łączą się z górotworem 6 poprzez betonowe wypełnienie 5 za obudową. Beton w korytkach 3 tworzy belki betonowe 7. Wyznaczone przez bruzdy podatne 4 strefy między korytkami 3 są przystosowane do sprężystego wyginania, gdyż jest tam bardzo małe pokrycie wypełnieniem betonowym 5.

No figurach 1 i 2 widać, że w bruzdy 4 wstawione są wkładki podatne 8. No fig. 1 widać także, że między sąsiadującymi ze sobą (w kierunku wzdłużnym chodnika) segmentami stalowymi 1 są również umieszczone wkładki podatne 8.

Typowe przykłady wykonania wkładek podatnych 8 pokazano na fig. 3, 4 i 5, które składają się z widoków cząstkowych.

Wkładki podatne 8 mogą być wykonane z materiału ściśliwego, jak beton komórkowy, gliniec itp. Mogłyby być one wykonane także z materiału sypkiego otoczonego płaszczem 9, jak na to wskazuje fig. 3.

Figura 4 pokazuje, że wkładki podatne 8 są uformowane sprężyście z blachy stalowej, przy czym przewidziano tu ewentualnie specjalne profile wydrążone lub uformowane faliście elementy z blachy stalowej. Zarówno na fig. 3 jak i na fig. 4 i 5 pokazano pod pozycją d) lub b), że wkładki podatne 8 są osłonięte płaszczem z blachy stalowej 9.

Wkładki podatne 8 w bruzdach 4 wykonane celowo jako belki, które przebiegają przynajmniej na mierzonej w kierunku wzdłużnym chodnika długości segmentów stalowych 1. Dotyczy to również wkładek podatnych 8 między sąsiednimi segmentami stalowymi 1, które wykonane są jako wygięte belki dostosowane do kształtu łuku segmentów stalowych 1.

W przykładzie wykonania beton w korytkach 3 mógł utworzyć w znany sposób belki żelbetowe 7.

Na figurze 1 zaznaczono blachy osłonowe 10 lub łubki 11, które przykrywają bruzdy podatne 4.

169 011

W przypadku realizacji wkładek podatnych 8 mających osłonę płaszczową z blachy stalowej, wkładki te są celowo połączone spawami 12 z segmentami stalowymi 1, ale mogą być one włożone także luźno. Na usztywnieniach 2 wspierają się wkładki podatne 8.

169 011

Fig. 2

α)

Fig.3 β

Fig.5

169 911

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Obudowa chodnikowa, zwłaszcza dla kopalni podziemnych, posiadająca wygięte w kierunku obwodowym chodnika, zespolone ze sobą segmenty stalowe, ewentualne usztywnienia i ewentualne kotwy skalne, przy czym segmenty stalowe mają przebiegające w kierunku wzdłużnym chodnika, otwarte od strony górotworu korytka oraz przebiegające miedzy sąsiednimi korytkami, otwarte od strony chodnika bruzdy podatne, zaś segmenty stalowe są połączone z górotworem poprzez betonowe wypełnienie i beton w korytkach tworzy belki betonowe, a wyznaczone bruzdy podatne strefy miedzy korytkami przystosowane są do sprężystego wyginania, znamienna tym, że od strony pustej przestrzeni tunelu są, w przebiegających w kierunku wzdłużnym obudowy i przewidzianych w kierunku promieniowym pomiędzy usztywnieniami (2) bruzdach podatnych (4), osadzone i zamocowane ciągłe wkładki podatne (8), przy czym podatność wkładek podatnych (8) może być dobierana różna, odpowiednio do sił górotworu, które mają być opanowane.
2. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że wkładki podatne (8) wykonane są z materiału ściśliwego.
3. Obudowa według zastrz. 2, znamienna tym, że wkładki podatne (8) wykonane są z betonu komórkowego, glińca lub podobnego materiału.
4. Obudowa według zastrz. 2, znamienny tym, że wkładki podatne (8) zbudowane są z materiału sypkiego, który umieszczony jest w osłonie płaszczowej (9).
5. Obudowa według zastrz. 2, znamienna tym, że wkładki podatne (8) uformowane są z blachy stalowej z możliwością odkształcenia sprężystego.
6. Obudowa według zastrz. 5, znamienna tym, że wkładki podatne (8) ukształtowane są jako profil wydrążony i/lub faliście, dzięki czemu mogą odkształcać się sprężyście.
7. Obudowa według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienna tym, że wkładki podatne (8) są opasane płaszczem z blachy stalowej (9).
8. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że wkładki podatne (8) są wykonane w bruzdach (4) jako belki, które rozciągają się przynajmniej na mierzonej w kierunku wzdłużnym chodnika długości segmentów stalowych (1).
9. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że wkładki podatne (8) między sąsiednimi segmentami stalowymi (1) wykonane są jako wygięte, dostosowane do kształtu łuku segmentów (1) belki, które rozciągają się przynajmniej na szerokość segmentów stalowych.
10. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że beton w bruzdach (4) z blachą segmentów stalowych (1) i ewentualnie zamocowanych na nich wkładkach i/lub złączkach tworzy belki żelbetowe (7).
11. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że wkładki podatne (8) w bruzdach (4) są połączone z blachą segmentów stalowych (1).
12. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że wkładki podatne (8) są połączone przez blachy osłonowe (10) i/lub łubki (11), które przyspawane są do wkładek (4) nakrywając je lub przekrywając.
13. Obudowa według zastrz. 7, znamienna tym, że opasane płaszczem z blachy stalowej wkładki podatne (8) są połączone spawami (12) z segmentami stalowymi (1).
14. Obudowa według zastrz. 1 do 14 w odmianie wykonania z usztywnieniami wykonanymi z kształtowników obudowy chodnikowej, znamienna tym, że wkładki podatne (8) są wsparte na usztywnieniach (2).

★ * ★

169 011