RU2478789C1 - Precast support of vertical shaft - Google Patents
Precast support of vertical shaft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2478789C1 RU2478789C1 RU2011148398/03A RU2011148398A RU2478789C1 RU 2478789 C1 RU2478789 C1 RU 2478789C1 RU 2011148398/03 A RU2011148398/03 A RU 2011148398/03A RU 2011148398 A RU2011148398 A RU 2011148398A RU 2478789 C1 RU2478789 C1 RU 2478789C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reinforced concrete
- blocks
- precast
- lining
- reduced
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к конструкциям крепи вертикальных стволов, и может быть использовано в стволах угольных шахт и рудников, строящихся в сложных горно-геологических условиях.The invention relates to the mining industry, in particular to the structures of the lining of vertical shafts, and can be used in the shafts of coal mines and mines under construction in difficult geological conditions.
Известны конструкции многослойных железобетонных крепей [1, 2], включающие несущий и податливый слои. Наиболее близкой по технической сущности является крепь шахтного ствола [3], включающая несущую компенсационную оболочку с разделенными ребрами жесткости вертикальными каналами и внешнюю оболочку. Для повышения надежности эксплуатации крепь снабжена наполнителем вертикальных каналов из податливого вспененного материала. Часть ребер жесткости выполнена из металлических элементов, закрепленных в несущей и внешней оболочках, причем в качестве металлических элементов могут быть использованы металлические листы, блоки швеллерного или двутаврового сечений, а для защемления и закрепления в массиве горных пород могут быть использованы анкерные стержни. Крепь указанной конструкции имеет ряд преимуществ.Known designs of multilayer reinforced concrete supports [1, 2], including bearing and pliable layers. The closest in technical essence is the support of the shaft shaft [3], which includes a bearing compensation shell with vertical stiffeners separated by stiffeners and an outer shell. To increase the reliability of operation, the lining is equipped with a filler of vertical channels from ductile foam material. Part of the stiffeners is made of metal elements fixed in the supporting and outer shells, and metal sheets, channel blocks or I-sections can be used as metal elements, and anchor rods can be used for pinching and fixing in the rock mass. The support of this design has several advantages.
1. Возможность использования в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях.1. The possibility of use in difficult mining and geological and mining conditions.
2. Высокая несущая способность.2. High bearing capacity.
3. Наличие компенсационной оболочки, обеспечивающей податливость крепи.3. The presence of a compensating shell, providing flexibility of the lining.
4. Возможность обеспечения термоизоляции при проходке стволов по замороженным породам.4. The ability to provide thermal insulation when driving trunks in frozen rocks.
5. Монолитность внутреннего слоя конструкции крепи позволяет сделать ее гладкой, что снижает затраты на вентиляцию при эксплуатации ствола.5. The solidity of the inner layer of the lining structure allows you to make it smooth, which reduces the cost of ventilation during operation of the trunk.
Однако существующее решение имеет и ряд недостатков.However, the existing solution has several disadvantages.
1. Высокая трудоемкость возведения крепи.1. The high complexity of the construction of the lining.
2. Низкая скорость проходки при последовательном выполнении операций и снижение безопасности труда проходчиков, высокая стоимость необходимого оборудования, загромождение сечения ствола и шахтной поверхности при ведении работ по параллельной схеме, как предложено в [4].2. The low penetration rate during sequential operations and the decrease in the safety of tunnel workers, the high cost of the necessary equipment, the clutter of the cross section of the shaft and shaft surface when conducting work in a parallel circuit, as proposed in [4].
3. Наличие на внешнем контуре крепи вертикальных каналов, заполненных вспененным материалом, ведет к проникновению подземных вод в ранее не обводненные слои. Это может привести к размыву отдельных участков пород, содержащих растворимые частицы, образованию пустот, росту неравномерных нагрузок на крепь и в конечном итоге - к ее разрушению.3. The presence on the external contour of the lining of vertical channels filled with foam material, leads to the penetration of groundwater into previously not flooded layers. This can lead to erosion of individual sections of rocks containing soluble particles, the formation of voids, the growth of uneven loads on the lining, and ultimately to its destruction.
4. Присутствие в крепи металлических ребер жесткости увеличивает металлоемкость и снижает долговечность, так как под воздействием агрессивных шахтных вод металл активно корродирует.4. The presence of metal stiffeners in the lining increases the metal consumption and reduces durability, since under the influence of aggressive mine water the metal actively corrodes.
5. Необходимость применения временной крепи.5. The need for temporary support.
6. Наличие компенсационных пустот, не оказывающих сопротивления деформируемым породам, будет приводить к большим перепадам напряжений в породах и развитию в них локальных пластических деформаций. В результате вся нагрузка будет восприниматься только ребрами жесткости.6. The presence of compensatory voids that do not resist deformable rocks will lead to large voltage drops in the rocks and the development of local plastic deformations in them. As a result, the entire load will be perceived only by stiffeners.
7. Основная масса операций по возведению крепи выполняется в стесненных условиях забоя ствола, что снижает качество выполнения работ и отрицательно сказывается на скорости его проведения.7. The bulk of the support erection operations is carried out in cramped conditions of the bottom of the trunk, which reduces the quality of work and adversely affects the speed of its implementation.
Целью изобретения является создание конструкции железобетонной сборно-монолитной крепи, пригодной для эксплуатации в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях и позволяющей снизить трудоемкость работ, выполняемых в забое, повысить скорость строительства, уменьшить вероятность распространения подземных вод из пересекаемых стволом отдельных водоносных горизонтов по всей толще нижележащих пород, снизить металлоемкость, исключить применение временной крепи, оптимизировать характер работы прилегающего породного массива и отдельных элементов крепи.The aim of the invention is the creation of a reinforced concrete prefabricated monolithic support structure suitable for use in difficult mining and geological and mining conditions and allowing to reduce the complexity of the work performed in the face, to increase the construction rate, to reduce the likelihood of groundwater spreading from individual aquifers crossed by the trunk throughout the thickness underlying rocks, reduce metal consumption, exclude the use of temporary support, optimize the nature of the adjacent rock mass as well as individual support elements.
Для достижения поставленной цели предлагается конструкция трехслойной железобетонной сборно-монолитной крепи, включающая внешний слой из набрызгбетона (см. фиг.1, поз.2), наносимый на породные стенки ствола (см. фиг.1, поз.1), средний слой из блоков с замоноличиваемыми стыками (см. фиг.1, поз.3) и внутренний слой из монолитного железобетона (см. фиг.1, поз.4).To achieve this goal, it is proposed the construction of a three-layer reinforced concrete precast-monolithic lining, including an outer layer of sprayed concrete (see figure 1, position 2), applied to the rock walls of the barrel (see figure 1, position 1), the middle layer of blocks with monolithic joints (see figure 1, position 3) and the inner layer of monolithic reinforced concrete (see figure 1, position 4).
Блок представляет собой железобетонную конструкцию с выпусками арматуры по всем торцевым и внутренней поверхностям (см. фиг.2, поз.8). В верхних и нижних торцах, на этапе изготовления, устанавливаются проушины из арматурной стали (см. фиг.2, поз.7), предназначенные для подвески блоков к ранее установленному кольцу крепи. Монтаж арматурной сетки (см. фиг.2, поз.9) для возведения внутренней железобетонной оболочки производится на шахтной поверхности, и в ствол блок опускается уже в полностью готовом к установке виде. Тело блока состоит из двух основных элементов: решетчатого каркаса (см. фиг.2, поз.5), выполненного в виде железобетонных балок, и заполняющего ячейки состава (см. фиг.2, поз.6). Указанный состав представляет собой смесь хвостов обогащения руды, активированных в дезинтеграторе, первой и второй очереди обработки, проявляющих повышенные реологические свойства, и гранул вспененного полистирола. При медленном нарастании нагрузок, в набравшем проектную прочность состоянии, данный материал деформируется без нарушения сплошности [5, 6]. Благодаря такому подбору компонентов создается среда с повышенной «распределенной» пористостью, что в сочетании со свойством активно деформироваться под нагрузкой без разрушений придает конструкции в целом секционную податливость. Также это позволяет разгружать прилегающие породы в процессе работы крепи, сохраняя при этом объемное напряженное состояние закрепного массива.The block is a reinforced concrete structure with releases of reinforcement on all end and inner surfaces (see figure 2, item 8). In the upper and lower ends, at the manufacturing stage, eyelets made of reinforcing steel are installed (see figure 2, item 7), designed to suspend the blocks to the previously installed lining ring. The installation of the reinforcing mesh (see figure 2, item 9) for the construction of the inner reinforced concrete shell is made on the shaft surface, and the block is lowered into the barrel in a form that is completely ready for installation. The body of the block consists of two main elements: a lattice frame (see figure 2, position 5), made in the form of reinforced concrete beams, and filling the cells of the composition (see figure 2, position 6). The specified composition is a mixture of ore dressing tailings activated in the disintegrator, the first and second processing stages, exhibiting enhanced rheological properties, and expanded polystyrene granules. With a slow increase in loads, in a state that has reached design strength, this material is deformed without breaking continuity [5, 6]. Thanks to this selection of components, an environment with increased "distributed" porosity is created, which, combined with the ability to actively deform under load without damage, gives the structure as a whole section flexibility. It also allows you to unload adjacent rocks during the operation of the lining, while maintaining the volumetric stress state of the fixed massif.
Крепь предложенной конструкции возводится следующим образом. После проведения взрывных работ и погрузки породы на необходимую глубину на породные стенки ствола наносят первый слой крепи из набрызгбетона. Далее, в забой ствола спускают блоки крепи и приступают к их монтажу с помощью погрузочной машины либо специального манипулятора. Блок подвешивают к верхнему кольцу через проушины 7 (см. фиг.2), выполненные из арматурной стали. После подвески всех блоков в кольце по их торцам устанавливают пневматические домкраты, распирают монтируемое кольцо в стенки ствола, расклинивают отдельные блоки, сваривают или связывают выпуски арматуры между блоками и арматурные каркасы, предназначенные для устройства внутренней монолитной железобетонной крепи. Затем убирают домкраты. Если кольцо блоков последнее в заходке, то снизу его подсыпают породой. Далее опускают и подсыпают породой опалубку. После установки, выравнивания и расклинивания опалубки укладывают бетонную смесь, в первую очередь подавая раствор за блоки и между ними. После набора бетоном необходимой минимальной прочности продолжают погрузку породы.The support of the proposed design is constructed as follows. After blasting and loading the rock to the required depth, the first layer of lining made of spray concrete is applied to the rock walls of the barrel. Further, the lining blocks are lowered into the bottom of the trunk and proceed to their installation with the help of a loading machine or a special manipulator. The block is suspended to the upper ring through the eyes 7 (see figure 2) made of reinforcing steel. After suspending all the blocks in the ring, pneumatic jacks are installed at their ends, the mounted ring is bursting into the barrel walls, individual blocks are wedged, reinforcement outlets between the blocks are welded or bonded and reinforcing cages are designed for the installation of an internal monolithic reinforced concrete lining. Then the jacks are removed. If the ring of blocks is the last in the entry, then from below it is sprinkled with rock. Next, the formwork is lowered and sprinkled with rock. After installing, leveling and wedging the formwork, the concrete mixture is laid, first of all, supplying the solution for the blocks and between them. After the concrete has set the required minimum strength, the rock continues to be loaded.
Крепь указанной конструкции обладает следующими преимуществами.The support of this design has the following advantages.
1. Меньшая трудоемкость, простота монтажа.1. Less laborious, easy installation.
2. Монтажные работы могут вестись как по параллельной, так и по параллельно-щитовой, совмещенной или последовательной технологиям.2. Installation works can be carried out both in parallel and in parallel-panel, combined or serial technologies.
3. Для возведения крепи не требуется монтажа в стволе дополнительного оборудования, что снижает затраты на строительство, освобождает сечение ствола, снижает количество располагаемых на поверхности лебедок и т.д.3. For the construction of the lining does not require installation of additional equipment in the trunk, which reduces construction costs, frees up the cross section of the trunk, reduces the number of winches located on the surface, etc.
4. Локализация зон податливости в отдельных ячейках не приводит к образованию сплошных дренирующих каналов в теле крепи и минимизирует опасность проникновения подземных вод в нижележащие горизонты.4. The localization of compliance zones in individual cells does not lead to the formation of continuous drainage channels in the body of the lining and minimizes the risk of groundwater penetrating into the underlying horizons.
5. Расположение всех металлических элементов в бетоне минимизирует опасность их коррозии и разрушения.5. The location of all metal elements in concrete minimizes the risk of corrosion and destruction.
6. Отсутствует необходимость применения временной крепи.6. There is no need to use temporary support.
7. Ячейки во внешнем слое крепи заполнены материалом, способным уменьшаться в объеме с нарастающим сопротивлением. Таким образом, возможно обеспечение работы крепи в режиме заданной податливости с нарастающим сопротивлением.7. The cells in the outer layer of the lining are filled with material capable of decreasing in volume with increasing resistance. Thus, it is possible to ensure the operation of the lining in a given compliance mode with increasing resistance.
8. Крепь вступает в работу сразу после ее возведения.8. The lining comes into operation immediately after its construction.
9. Возведение сложных многослойных конструкций в стесненных условиях ствола, при значительном притоке воды, приводит к снижению их качества. А изготовление ячеистой структуры в заводских условиях и связывание арматурного каркаса на поверхности позволяет гарантированно придать крепи требуемые свойства при заданном качестве.9. The construction of complex multilayer structures in cramped conditions of the trunk, with a significant influx of water, leads to a decrease in their quality. And the manufacture of a cellular structure in the factory and the bonding of the reinforcing cage on the surface can guarantee to give the lining the required properties for a given quality.
Предлагаемая конструкция может использоваться как для крепления всего ствола, так и для отдельных его участков, пересекающих слои слабых неустойчивых пород.The proposed design can be used both for fastening the entire trunk, and for its individual sections crossing the layers of weak unstable rocks.
ЛитератураLiterature
1. Патент №2060394 C1 RF, E21D 5/04, «Способ крепления шахтного ствола монолитным железобетоном и скользящая опалубка для его осуществления».1. Patent No. 2060394 C1 RF,
2. Патент №3332967 A1 DE, E21D 5/04, «Schachtausbau mit dreiachsig ge-druckten Stahlbeton-Tragringen».2. Patent No. 3332967 A1 DE,
3. Авторское свидетельство №1747704А1 SU, E21D 5/04, «Крепь шахтного ствола».3. Copyright certificate No. 1747704A1 SU,
4. Патент №2060394 C1 RF, E21D 5/04, «Способ крепления шахтного ствола монолитным железобетоном и скользящая опалубка для его осуществления».4. Patent No. 2060394 C1 RF,
5. Страданченко С.Г. Отчет о НИР по теме: «Снижение риска и уменьшения последствий техногенных катастроф путем создания экологически безопасных технологий разработки техногенных месторождений с добычей из них полезных компонентов методами механохимической активации» (промежуточный, этап №2). Наименование этапа: «Обоснование технологий ликвидации техногенных месторождений» / ГК №14.740.11.0427, № госрегистрации 01201065283 / С.Г. Страданченко, В.И. Голик, С.А. Масленников и др. 2011 г. - 92 с.5. Stradanchenko S. G. Report on research on the topic: “Reducing the risk and mitigating the effects of technological disasters by creating environmentally friendly technologies for the development of industrial deposits with the extraction of useful components from them by mechanochemical activation” (intermediate, stage No. 2). The name of the stage: “Justification of the technologies for the elimination of technogenic deposits” / SC No. 14.740.11.0427, State Registration No. 01201065283 / С.Г. Stradanchenko, V.I. Golik, S.A. Maslennikov et al. 2011 - 92 p.
6. Страданченко С.Г. Отчет о НИР по теме: «Снижение риска и уменьшения последствий техногенных катастроф путем создания экологически безопасных технологий разработки техногенных месторождений с добычей из них полезных компонентов методами механохимической активации» (промежуточный, этап №3). Наименование этапа: «Обоснование технологий ликвидации техногенных месторождений (стадия 2)» / ГК №14.740.11.0427, № госрегистрации 01201065283 / С.Г. Страданченко, В.И. Голик, С.А. Масленников и др. 2011 г.- 101 с.6. Stradanchenko S.G. Report on research on the topic: "Reducing the risk and mitigating the effects of technological disasters by creating environmentally friendly technologies for the development of industrial deposits with the extraction of useful components from them by mechanochemical activation" (intermediate, stage No. 3). The name of the stage: “Justification of technologies for the elimination of technogenic deposits (stage 2)” / GK No. 14.740.11.0427, state registration number 01201065283 / S.G. Stradanchenko, V.I. Golik, S.A. Maslennikov et al. 2011 - 101 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011148398/03A RU2478789C1 (en) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | Precast support of vertical shaft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011148398/03A RU2478789C1 (en) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | Precast support of vertical shaft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2478789C1 true RU2478789C1 (en) | 2013-04-10 |
Family
ID=49152340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011148398/03A RU2478789C1 (en) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | Precast support of vertical shaft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2478789C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108087001A (en) * | 2017-12-25 | 2018-05-29 | 中矿金业股份有限公司 | The erection method of steel drop shaft |
RU2769639C1 (en) * | 2021-07-30 | 2022-04-04 | Владимир Васильевич Галайко | Monolithic reinforced concrete lining of a vertical rectangular mine shaft |
RU2769639C9 (en) * | 2021-07-30 | 2022-05-23 | Владимир Васильевич Галайко | Monolithic reinforced concrete lining of a vertical rectangular mine shaft |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU132264A1 (en) * | 1959-10-08 | 1959-11-30 | Г.А. Катков | Precast monolithic reinforced concrete lining |
DE3733344A1 (en) * | 1987-10-02 | 1989-04-13 | Ruhrkohle Ag | Compound lining |
SU1747704A1 (en) * | 1990-06-25 | 1992-07-15 | Институт Горного Дела Со Ан Ссср | Shaft lining |
SU1749462A1 (en) * | 1990-06-25 | 1992-07-23 | Институт Горного Дела Со Ан Ссср | Support for vertical mine working |
RU2105152C1 (en) * | 1996-01-05 | 1998-02-20 | Институт горного дела Севера СО РАН | Smooth-wall tubing for supporting underground workings driven in permafrost |
RU2114377C1 (en) * | 1990-05-21 | 1998-06-27 | Бюро комплексного проектирования - Открытое акционерное общество "Трансинжстрой" | Combination lining of special underground structure |
-
2011
- 2011-11-28 RU RU2011148398/03A patent/RU2478789C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU132264A1 (en) * | 1959-10-08 | 1959-11-30 | Г.А. Катков | Precast monolithic reinforced concrete lining |
DE3733344A1 (en) * | 1987-10-02 | 1989-04-13 | Ruhrkohle Ag | Compound lining |
RU2114377C1 (en) * | 1990-05-21 | 1998-06-27 | Бюро комплексного проектирования - Открытое акционерное общество "Трансинжстрой" | Combination lining of special underground structure |
SU1747704A1 (en) * | 1990-06-25 | 1992-07-15 | Институт Горного Дела Со Ан Ссср | Shaft lining |
SU1749462A1 (en) * | 1990-06-25 | 1992-07-23 | Институт Горного Дела Со Ан Ссср | Support for vertical mine working |
RU2105152C1 (en) * | 1996-01-05 | 1998-02-20 | Институт горного дела Севера СО РАН | Smooth-wall tubing for supporting underground workings driven in permafrost |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108087001A (en) * | 2017-12-25 | 2018-05-29 | 中矿金业股份有限公司 | The erection method of steel drop shaft |
RU2769639C1 (en) * | 2021-07-30 | 2022-04-04 | Владимир Васильевич Галайко | Monolithic reinforced concrete lining of a vertical rectangular mine shaft |
RU2769639C9 (en) * | 2021-07-30 | 2022-05-23 | Владимир Васильевич Галайко | Monolithic reinforced concrete lining of a vertical rectangular mine shaft |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104533453A (en) | Substep dynamic coupling support method for roadway fault fracture zone | |
CN109736827B (en) | Method for excavating urban subway hard rock stratum communication channel by high-pressure gas expansion fracturing | |
CN201412163Y (en) | Circular tunnel lining structure for construction of open-type tunnel boring machine | |
CN109577989B (en) | Novel deep mine shaft wall structure and construction method | |
CN103670446B (en) | Circular diversion tunnel 2/3 circle concrete-liner construction method | |
CN102278128B (en) | High-stress poor rock roadway supporting process | |
CN105569726A (en) | Gob-side entry retaining method for GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) tube concrete pier stud and gangue concrete wall | |
CN104328789A (en) | Overhanging type support changing construction method for reinforced concrete horizontal inner support | |
CN105484763B (en) | A kind of semiclosed reinforced concrete segment method for protecting support of deep coalmine | |
RU2485318C1 (en) | Method to construct station tunnels with low subsidence of earth surface | |
CN104863613B (en) | Rocky stratum tunneling underground structure flash joist anchor draws just branch structure and construction method | |
RU2478789C1 (en) | Precast support of vertical shaft | |
CN112879016A (en) | Construction method of tunnel with upper soft and lower hard strata | |
CN110953005B (en) | Large-deep-buried high-stress coal bunker supporting structure and construction method thereof | |
CN209244590U (en) | Surrounding rock of chamber pays protecting system and cavern's structure in advance | |
CN115142854B (en) | Mine method tunnel single-layer lining structure system and construction method | |
CN109404019A (en) | Surrounding rock of chamber pays protecting system and cavern's structure in advance | |
CN106761815A (en) | A kind of novel shaft borehole wall combined supporting bracing means | |
CN210460696U (en) | Tunnel inner wall slip casting reinforced structure | |
CN109441478B (en) | Method for damping and reinforcing IV-type and V-type surrounding rock advanced rod system arch of tunnel | |
RU2474693C1 (en) | Modular support of vertical shaft | |
RU2519279C1 (en) | Lining of vertical well bore | |
RU162636U1 (en) | FASTENING OF BREED ARRAY IN THE MINING ZONE | |
RU2601704C1 (en) | Method of raising artificial pedestal-shaped pillars in alluvial wells of permafrost zone | |
RU2449124C1 (en) | Method to increase stability of ceiling in downward slicing development of deposit with backfilling |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131129 |