RU160345U1

RU160345U1 - Обделка горной выработки

Info

Publication number: RU160345U1
Application number: RU2015130587/03U
Authority: RU
Inventors: Леонид Ефимович Михайловский
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Армтэк-Прим" (ООО "Армтэк-Прим")
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2016-03-20

Abstract

1. Обделка горной выработки, содержащая металлическую конструкцию, расположенную внутри поверхности выработки и повторяющую очертание этой поверхности в поперечном сечении, и бетонное заполнение между поверхностью выработки и металлической конструкцией, причем металлическая конструкция состоит из соединенных друг с другом корытообразных элементов, каждый из которых состоит из гофрированного дна и бортов, причем корытообразные элементы ориентированы дном к поверхности выработок, отличающаяся тем, что обделка содержит закладные пластины, имеющие длину, равную длине бортов корытообразного элемента, а по ширине содержащие примыкающие друг к другу опорную часть, равную высоте hборта, и анкерную часть, равную минимальной толщине hбетонного заполнения, при этом борты смежных элементов расположены параллельно друг другу, а между ними расположена закладная пластина таким образом, что по длине она совпадает с длиной корытообразного элемента, при этом опорная часть закладной пластины расположена между смежными бортами корытообразных элементов, а анкерная часть - расположена в бетонном заполнении, причем борты смежных корытообразных элементов и расположенная между ними закладная пластина жестко объединены, а анкерная часть закладной пластины содержит объединительные отверстия, при этом:d=0,6m·h,b≥2d,где d - диаметр объединительного отверстия, м;h- ширина анкерной части закладной пластины, м; h≥0,15 м;m - безразмерный коэффициент учета местных условий, принимаемый равным 0,8÷1,2;b - расстояние между центрами смежных объединительных отверстий, м.2. Обделка горной выработки по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит арматурные стержни, пропускаемые через о

Description

Полезная модель относится к строительству подземных сооружений, в частности, креплению крепью из металлических профилей подземных выработок с заполнением пространства за крепью твердеющими смесями.

Известно крепление подземных выработок с заполнением пространства за крепью, состоящее из металлических щитов в виде соединяемых внахлест секций, снабженных устройствами для закрепления к металлическим профилям крепи (Патент RU 2012815). Недостатком данного изобретения является большая металлоемкость арочной крепи. Кроме того, соединение металлических щитов друг с другом внахлест состоит из большого числа деталей, очень сложно в изготовлении и требует строгой комплектности.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является техническое решение, опубликованное в книге Handbook of Steel Drainage & Highway construction Products. American Iron and Steel Institute. DC 20005-2701. First Canadian Edition, 1984 (Figure 8-4, 8-5, 8-6). Металлические щиты представляют собой гофрированные либо корытообразные секции с продольными бортами с отверстиями для болтов с гайками, скрепляющих секции друг с другом. Пространство между щитами и поверхностью выработки заполняется бетонной смесью. Ксерокопия из указанной книги прилагается на двух страницах в виде отдельного приложения к описанию.

Недостаток данного технического решения - слабая связь или отсутствие сцепления поверхности щитов с материалом заполнения (как правило это бетон) пространства между щитами и поверхностью горной выработки, что снижает несущую способность обделки.

Целью предлагаемой полезной модели является повышение несущей способности обделки.

Указанная цель достигается тем, обделка горной выработки, содержит металлическую конструкцию, расположенную внутри поверхности выработки и повторяющую очертание этой поверхности в поперечном сечении, и бетонное заполнение между поверхностью выработки и металлической конструкцией, причем металлическая конструкция состоит из соединенных друг с другом корытообразных элементов, каждый из которых состоит из гофрированного дна и бортов, причем корытообразные элементы ориентированы дном к поверхности выработок. Обделка содержит закладные пластины, имеющие длину, равную длине бортов корытообразного элемента, а по ширине содержащие примыкающие друг к другу опорную часть, равную высоте h₀ борта, и анкерную часть, равную минимальной толщине h_a бетонного заполнения, при этом борты смежных элементов расположены параллельно друг другу, а между ними расположена закладная пластина таким образом, что по длине она совпадает с длиной корытообразного элемента, при этом опорная часть закладной пластины расположена между смежными бортами корытообразных элементов, а анкерная часть - расположена в бетонном заполнении, причем борты смежных корытообразных элементов и расположенная между ними закладная пластина жестко объединены, а анкерная часть закладной пластины содержит отверстия, при этом

d=0,6m·h_a, b≥2d,

где d - диаметр объединительного отверстия, м;

h_a - ширина анкерной части закладной пластины, м; h_a≥0,15 м;

m - безразмерный коэффициент учета местных условий, принимаемый равным 0,8÷1,2;

b - расстояние между центрами смежных объединительных отверстий, м.

Кроме того, обделка горной выработки содержит арматурные стержни, пропускаемые через объединительные отверстия, а объединительные отверстия всех смежных между собой закладных пластин выполнены по одной и той же схеме и расположены напротив друг друга. Кроме того, обделка горной выработки содержит арматурные стержни установленные только частично в поперечном сечении обделки - в зоне растяжения в бетоне.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где

на фиг. 1 представлена обделка горной выработки (разрез А-А на фиг. 2);

на фиг. 2 - вид обделки в поперечном сечении горной выработки (разрез Б-Б на фиг. 1);

на фиг. 3 - схема установки арматурных стержней только в зоне растягивающих напряжений в бетоне.

Обделка горной выработки содержит металлическую конструкцию, расположенную внутри выработки и повторяющую ее очертание, и бетонное заполнение между поверхностью выработки и металлической конструкцией. Металлическая конструкция состоит из соединенных друг с другом корытообразных элементов 1 длиной “l” и шириной “c”, каждый из которых состоит из гофрированного дна 2 и бортов 3, расположенных с внутренней части выработки по отношению ко дну 2. Борты 3 в поперечном направлении по отношению к продольной оси выработки (т.е. поперечные борты) примыкают друг к другу и жестко объединены, например болтами 4. Между бортами 3, расположенными в продольном направлении по отношению к продольной оси выработки (т.е. продольными бортами), установлены закладные пластины 5. Они имеют длину “1” равную длине продольных бортов 3 корытообразных элементов 1. Закладные пластины 5 и продольные борты 3 смежных корытообразных элементов, между которыми эти пластины установлены, жестко между собой объединены, например, теми же, что и для поперечных бортов, болтами 4. По ширине закладная пластина 5 разделена на опорную часть размером “h₀” равную высоте бортов 3 и анкерную часть размером “h_a”, расположенную в пределах бетонного заполнения 6. Размер “h_a” соответствует минимальной толщине бетонного заполнения. Поскольку поверхность выработки неровная, в большинстве случаев закладные пластины 5 не будут касаться внутренней поверхности грунта 7. Из условий удобства укладки бетона, а главное - для обеспечения нормальных условий для набора прочности бетонного заполнения, минимальной толщины бетона не должна быть менее 0,15 м, т.е. h_a≥0,15 м. Для обеспечения монолитности смежных участков бетонного заполнения, т.е. участков на протяжении смежных корытообразных элементов 1, в закладных пластинах 5 устроены объединительные отверстия 8.

Размер объединительных отверстий 8 должен быть как можно больше, чтобы обеспечить лучшую связь смежных зон. Поэтому из конструктивных соображений назначаем

d=0,6m·h_a, м

b≥2d, м

Поскольку эпюра моментов в поперечном сечении обделки имеет разные знаки, то в определенных местах в бетонной части будут возникать растягивающие напряжения. Для лучшего восприятия растягивающих напряжений могут быть предусмотрены арматурные стержни 9, установленные по всему поперечному сечению обделки и пропущенные через объединительные отверстия 8. Для этого отверстия 8 в смежных поперек продольной оси выработки элементах должны быть установлены по одной и той же схеме. Стержни 9 могут быть установлены только в пределах растянутой зоны. Тогда они должны иметь анкеры 10.

Обделка горной выработки работает следующим образом. Основной особенностью предлагаемого технического решения является обеспечение совместности работы металлической конструкции и бетонного заполнения. Совместность работы обеспечивается закладными пластинами 5. Связь смежных секций по ширине обделки усиливается объединительными отверстиями 8, а также бетоном, расположенным за пределами h_a из-за неровности поверхности грунта 7. Для обеспечения работы сечения «бетон-сталь» в зоне отрицательных моментов предусмотрены арматурные стержни 9. Эти стержни могут быть установлены на протяжении всего сечения или частично, только в местах растяжения в бетоне. Устанавливаются они с помощью анкеров 10.

Обделку горной выработки изготавливают следующим образом. При проходке горной выработки в ней устанавливают металлическую конструкцию из корытообразных элементов 1 таким образом, что она повторяет очертание выработки и расположена внутри так, что между ней и поверхностью выработки остается фиксированное пространство для последующего заполнения бетоном. Монтаж корытообразных элементов 1 ведется замкнутыми кольцами с последовательным соединением на болтах этих колец между собой в продольном направлении горной выработки. Величина фиксированного пространства задается высотой h_a закладной пластины 5. С целью обеспечения сцепления закладной пластины 5 с бетоном в ней устроены объединительные отверстия 8 для прохода бетонной смеси при укладке. При последующем затвердевании бетона этим обеспечивается омоноличивание бетона с кольцами из корытообразных элементов 1. отверстия 5 могут быть также использованы для укладки арматурных стержней 6 для увеличения прочности обделки горной выработки.

Эффективность предложенного технического решения определяется повышением несущей способности обделки горной выработки.

Claims

1. Обделка горной выработки, содержащая металлическую конструкцию, расположенную внутри поверхности выработки и повторяющую очертание этой поверхности в поперечном сечении, и бетонное заполнение между поверхностью выработки и металлической конструкцией, причем металлическая конструкция состоит из соединенных друг с другом корытообразных элементов, каждый из которых состоит из гофрированного дна и бортов, причем корытообразные элементы ориентированы дном к поверхности выработок, отличающаяся тем, что обделка содержит закладные пластины, имеющие длину, равную длине бортов корытообразного элемента, а по ширине содержащие примыкающие друг к другу опорную часть, равную высоте h₀ борта, и анкерную часть, равную минимальной толщине h_a бетонного заполнения, при этом борты смежных элементов расположены параллельно друг другу, а между ними расположена закладная пластина таким образом, что по длине она совпадает с длиной корытообразного элемента, при этом опорная часть закладной пластины расположена между смежными бортами корытообразных элементов, а анкерная часть - расположена в бетонном заполнении, причем борты смежных корытообразных элементов и расположенная между ними закладная пластина жестко объединены, а анкерная часть закладной пластины содержит объединительные отверстия, при этом:

d=0,6m·h_a,

b≥2d,

2. Обделка горной выработки по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит арматурные стержни, пропускаемые через объединительные отверстия, а объединительные отверстия всех смежных между собой закладных пластин выполнены по одной и той же схеме и расположены напротив друг друга.

3. Обделка горной выработки по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что арматурные стержни установлены только частично в поперечном сечении обделки - в зоне растяжения в бетоне.