RU2767760C1 - Монолитная железобетонная крепь горизонтальной горной выработки - Google Patents
Монолитная железобетонная крепь горизонтальной горной выработки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2767760C1 RU2767760C1 RU2021122718A RU2021122718A RU2767760C1 RU 2767760 C1 RU2767760 C1 RU 2767760C1 RU 2021122718 A RU2021122718 A RU 2021122718A RU 2021122718 A RU2021122718 A RU 2021122718A RU 2767760 C1 RU2767760 C1 RU 2767760C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ellipse
- horizontal
- arch
- reinforcing bars
- mine working
- Prior art date
Links
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 64
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 5
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 4
- 230000003245 working effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 2
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 102200124760 rs587777729 Human genes 0.000 description 2
- 241000600039 Chromis punctipinnis Species 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/04—Lining with building materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горному делу, а именно к сооружению горизонтальных горных выработок в условиях высокого горного давления. Предлагается монолитная железобетонная крепь горизонтальной горной выработки, состоящая из бетонного тела и каркаса, включающего: горизонтальные арматурные прутки, вертикальные арматурные прутки, арматурные прутки, установленные по дуге свода, и арматурные поперечные скобы, с шагом, соответствующим расчетному шагу армирования. Горизонтальные арматурные прутки, вертикальные арматурные прутки, арматурные прутки, установленные по дуге свода в виде полуэллипса, и арматурные поперечные скобы выполнены поперечным сечением эллипсовидной формы. Большая ось эллипса арматуры совмещена с максимальными нагрузками на железобетонную крепь горизонтальной горной выработки. Для вертикальных и горизонтальных арматурных прутов максимальный момент сопротивления по большей оси эллипса совмещен с перпендикуляром к боковой поверхности и к основанию горизонтальной горной выработки, соответственно. Для арматурных поперечных скоб, связывающих ряды каркаса, максимальный момент сопротивления по большей оси эллипса стального прутка установлен параллельно боковой поверхности крепи. Для арматурных прутков, установленных по дуге свода в виде полуэллипса, максимальный момент сопротивления по большой оси эллипса совмещен с радиусом полуэллипса свода горизонтальной горной выработки. Техническим результатом является повышение надежности монолитной железобетонной крепи горизонтальной горной выработки. 5 ил., 1 табл.
Description
Область техники
Изобретение относится к горному делу, а именно к сооружению горизонтальных горных выработок в условиях высокого горного давления.
Уровень техники
Известно устройство крепь шахтного ствола (патент RU 2110689 С1, 10.05.1998, МПК E21D 5/04), включающая несущую железобетонную оболочку, компенсационную оболочку, разделенную ребрами жесткости с образованием вертикальных каналов, заполненных податливым вспененным материалом, анкерные стержни, закрепленные в массиве горных пород и соединенные с несущей железобетонной оболочкой, причем анкерные стержни закреплены в массиве горных пород под острыми углами к стенкам шахтного ствола в вертикальной плоскости и соединены с несущей железобетонной оболочкой гибкими нитями (канатами, стержнями, тросами), размещенными в ребрах жесткости компенсационной оболочки, к анкерным стержням прикреплена сетка временного крепления стенок шахтного ствола.
Недостатком известного устройства является низкая надежность монолитной железобетонной крепи горной выработки.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство монолитная железобетонная крепь горизонтальной горной выработки, (Горно-инженерная графика. М., Недра, Г.Г. Ломоносов, А.И. Арсентьев, И.А. Гудкова и др. 1976, 263 с., с. 91) состоящее из бетонного тела и каркаса включающего: горизонтальные арматурные прутки, вертикальные арматурные прутки, арматурные прутки, установленные по дуге свода и арматурные поперечные скобы, с шагом соответствующим расчетному шагу армирования.
Недостатком наиболее близкого устройства является низкая надежность монолитной железобетонной крепи горной выработки.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом является повышение надежности монолитной железобетонной крепи горизонтальной горной выработки.
Указанный технический результат достигается в устройстве монолитная железобетонная крепь горизонтальной горной выработки, состоящем из бетонного тела и каркаса включающего: горизонтальные арматурные прутки, вертикальные арматурные прутки, арматурные прутки, установленные по дуге свода и арматурные поперечные скобы, с шагом соответствующим расчетному шагу армирования, причем горизонтальные арматурные прутки, вертикальные арматурные прутки, арматурные прутки, установленные по дуге свода в виде полуэллипса и арматурные поперечные скобы выполнены поперечным сечением эллипсовидной формы, большая ось эллипса арматуры совмещена с максимальными нагрузками на железобетонную крепь горизонтальной горной выработки, для вертикальных и горизонтальных прутков арматуры максимальный момент сопротивления по большой оси эллипса совмещен с перпендикуляром к боковой поверхности и основанию горизонтальной горной выработки, соответственно, для армируемых поперечных скоб, связывающих ряды каркаса, максимальный момент сопротивления по большой оси эллипса стального прутка установлен параллельно боковой поверхности крепи, для прутков, установленных по дуге свода в виде полу эллипса, максимальный момент сопротивления по большой оси эллипса совмещен с радиусом полуэллипса свода горизонтальной горной выработки.
Отличительными признаками являются:
горизонтальные арматурные прутки, вертикальные арматурные прутки, арматурные прутки, установленные по дуге свода в виде полуэллипса и арматурные поперечные скобы выполнены поперечным сечением эллипсовидной формы, для повышения надежности монолитной железобетонной крепи;
большая ось эллипса арматуры совмещена с максимальными нагрузками на железобетонную крепь горизонтальной горной выработки, это повышает надежность монолитной железобетонной крепи;
для вертикальных и горизонтальных прутков арматуры максимальный момент сопротивления по большой оси эллипса совмещен с перпендикуляром к боковой поверхности и основанию горизонтальной горной выработки, соответственно, что увеличивает надежность крепи с меньшим расходом материалов;
для армируемых поперечных скоб, связывающих ряды каркаса, максимальный момент сопротивления по большой оси эллипса стального прутка установлен параллельно боковой поверхности крепи, такое направление увеличивает жёсткость каркаса и крепи в целом;
для прутков, установленных по дуге свода в виде полу эллипса, максимальный момент сопротивления по большой оси эллипса совмещен с радиусом полуэллипса свода горизонтальной горной выработки, это повышает надежность монолитной железобетонной крепи на своде.
Принцип надежности арматуры состоит в изменении геометрической формы арматуры с той же самой площадью и с тем же самым материалом для увеличения момента сопротивления в определенном направлении, а значит, увеличении и надежности конструкции. Момент сопротивления по оси максимальной нагрузки, эллипса с соотношением большой оси к меньшей 1,7 и с площадью равной площади поперечного сечения круга 20 мм, увеличился в 1,281 раза, т.е. на +28,1%, см. табл. Момент сопротивления по оси минимальной нагрузки, в аналогичных условиях, уменьшился до 0,75 раза или -25%. Суммарные моменты сопротивления по обеим осям увеличились в 1,016 раза, т.е. на +1,6%.
Сравнение заявляемого решения с аналогом и прототипом не выявило в них признаки, заявляемого решения, это позволило сделать вывод о соответствии критерию «новизна».
Краткое описание таблицы и рисунков
В табл. представлена взаимосвязь соотношения величин осей эллипса и круга с моментами сопротивления по разным осям эллипса и круга по данным [3].
На фиг. 1 приведен диметрический вид горизонтальной горной выработки с монолитной железобетонной крепью, включающий: 1 - сечение горной выработки в черне; 2 - горизонтальный арматурный пруток внешнего ряда каркаса по оси Y; 3 - горизонтальный арматурный пруток внутреннего ряда каркаса по оси Y; 4 - вертикальный арматурный пруток внешнего ряда каркаса; 5 - вертикальный арматурный пруток внутреннего ряда каркаса; 6 – бетонное тело; 7 – сечение горной выработки в свету; 8 - арматурная скоба связывающая ряды каркаса; 9 – большой радиус эллипса свода каркаса; 10 – малый радиус эллипса свода каркаса; 11 – шпур; 12 – анкер закрепленный; 13 – сварное соединение; 14 - арматурный пруток в половину контура эллипса внешнего ряда каркаса; 15 – основание крепи; 16 – боковая поверхность выработки; 17 – свод выработки; 18 - арматурный пруток в половину контура эллипса внутреннего ряда каркаса; 19 - горизонтальный арматурный пруток внешнего ряда каркаса по оси X; 20 - горизонтальный арматурный пруток внутреннего ряда каркаса по оси X;
На фиг. 2 показан разрез А-А с фиг.1 вертикального арматурного прутка внешнего ряда каркаса, включающего: 4 - вертикальный арматурный пруток внешнего ряда каркаса.
На фиг. 3 показан разрез Б-Б с фиг.1 горизонтального арматурного прутка внешнего ряда каркаса, включающего: 19 - горизонтальный арматурный пруток внешнего ряда каркаса по оси X.
На фиг. 4 показан разрез В-В с фиг.1 арматурной скобы между рядами каркаса, включающего: 8 - арматурную скобу между рядами каркаса.
На фиг. 5 показан разрез Г-Г с фиг.1 арматурного прутка прокатанного в половину контура эллипса, установленного на своде крепи горизонтальной выработки, включающий: 14 - арматурный пруток внешнего ряда каркаса, установленный на своде крепи; 21 - угол пространственного позиционирования арматурного прутка по дуге свода в виде полуэллипса.
Осуществление изобретения
Процесс возведения крепи из монолитного железобетона включает разбивку линий горной выработки в свету 7, сборку и установку арматуры в каркас, устройство опалубки и бетонирование. Подготовку скоб 8 из стальной арматуры выполняют загибанием углов на 90° вокруг продольной оси эллипса арматуры, с предварительным их разогревом в горне кузнецы или газовой горелкой, с расположением большой оси эллипса в плоскости скобы 8. Подготовку арматурного прутка для свода 14 крепи выполняют прокаткой на вальцах. Монтаж линейных отрезков арматурного каркаса, по первому варианту, предварительно выполняют в специализированном шаблоне позволяющем ровно совместить большую ось эллипса арматуры с максимальными нагрузками на крепь, и с последующим монтажом общего арматурного каркаса по месту расположения крепи горной выработки, такой монтаж арматурного каркаса повышает несущую способность железобетонной крепи. По второму варианту монтаж арматурного каркаса выполняют по месту расположения, предварительно бурят шпуры 11 устанавливают в них анкеры 12, которые являются основанием для совмещения большой оси эллипса арматуры с максимальными нагрузками на крепь и фиксации в таком положении. Первоначально на анкерах 12 монтируют горизонтальные арматурные пруты внешнего ряда каркаса 2 по оси Y и фиксируют их на сварное соединение 13. Затем устанавливают вертикальные арматурные прутки внешнего ряда каркаса 4 соединяя их с арматурными прутками в половину контура эллипса внешнего ряда каркаса 14 и пространственного позиционирования его по углу 21. Аналогично монтируют горизонтальные арматурные прутки внутреннего ряда каркаса 3 по оси Y, вертикальные арматурные прутки внутреннего ряда каркаса 5 и арматурные прутки свода 18. Армируемые поперечные скобы 8 устанавливают с шагом, соответствующим расчетному шагу армирования. На следующем этапе монтируют каркас на почве выработки в основании крепи 15 фиксируя большую ось эллипса по максимальной нагрузке: горизонтального арматурного прутка внешнего ряда каркаса по оси X 19, горизонтального арматурного прутка внутреннего ряда каркаса по оси X 20 и армируемых поперечных скоб 8. На бетонное тело 6 основания по линии сечения выработки 7 устанавливают вертикальную опалубку и создают бетонное тело 6 боковой поверхности крепи 16 применяя вибрационное уплотнение бетона. Затем аналогично создают бетонное тело 6 свода выработки 16.
Таким образом повышение надежности монолитной железобетонной крепи горизонтальной горной выработки достигают изменением геометрической формы арматуры с той же самой площадью и с тем же самым материалом увеличивая момент сопротивления в заданном направлении.
Источники информации
1. патент RU 2110689 С1, 10.05.1998, МПК E21D 5/04;
2. Горно-инженерная графика. М., Недра, Г.Г. Ломоносов, А.И. Арсентьев, И.А. Гудкова и др. 1976, 263 с., с. 91;
3. Справочник по сопротивлению материалов / Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В.; отв. ред. Писаренко Г.С. – 2-е изд., перераб, и доп. – Киев: Наук. думка, 1988. – 736 с. (с.58, 74).
| Наименование показателя | Круг, диаметр 20 мм | Эллипс |
| 1. Длина осей. мм | 20×20 | 26,11×15,32 |
| 2. Соотношение величин осей | i=1,0 | i=1,704 |
| 3. Площадь поперечного сечения, см2 | 3,14 | 3,140 |
| 4. Момент сопротивления по max оси, см3 | 0,8 | 1,02496 |
| 5. Момент сопротивления по min оси, см3 | 0,8 | 0,60147 |
| 6. Суммарный момент сопротивления, см3 | 1,6 | 1,62643 |
Claims (1)
- Монолитная железобетонная крепь горизонтальной горной выработки, состоящая из бетонного тела и каркаса, включающего: горизонтальные арматурные прутки, вертикальные арматурные прутки, арматурные прутки, установленные по дуге свода, и арматурные поперечные скобы, с шагом, соответствующим расчетному шагу армирования, отличающаяся тем, что горизонтальные арматурные прутки, вертикальные арматурные прутки, арматурные прутки, установленные по дуге свода в виде полуэллипса, и арматурные поперечные скобы выполнены поперечным сечением эллипсовидной формы, большая ось эллипса арматуры совмещена с максимальными нагрузками на железобетонную крепь, для вертикальных и горизонтальных прутков арматуры максимальный момент сопротивления по большей оси эллипса совмещен с перпендикуляром к боковой поверхности и к основанию горизонтальной горной выработки, соответственно, для арматурных поперечных скоб, связывающих ряды каркаса, максимальный момент сопротивления по большей оси эллипса стального прутка установлен параллельно боковой поверхности крепи, для арматурных прутков, установленных по дуге свода в виде полуэллипса, максимальный момент сопротивления по большой оси эллипса совмещен по радиусам полуэллипса свода горизонтальной горной выработки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021122718A RU2767760C1 (ru) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | Монолитная железобетонная крепь горизонтальной горной выработки |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021122718A RU2767760C1 (ru) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | Монолитная железобетонная крепь горизонтальной горной выработки |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2767760C1 true RU2767760C1 (ru) | 2022-03-21 |
Family
ID=80819167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021122718A RU2767760C1 (ru) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | Монолитная железобетонная крепь горизонтальной горной выработки |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2767760C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1296702A1 (ru) * | 1985-10-14 | 1987-03-15 | Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии | Арматурный стержень периодического профил |
| CN103485805A (zh) * | 2013-09-06 | 2014-01-01 | 中国矿业大学(北京) | 钢管混凝土支架断面及注浆口和排气孔结构 |
| RU152727U1 (ru) * | 2014-11-11 | 2015-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Промперсонал" | Сетка для самозакрепляющейся анкерной крепи (сза) |
| RU183088U1 (ru) * | 2018-06-13 | 2018-09-11 | Владимир Васильевич Галайко | Железобетонная стойка опор линии электропередач |
| CN209557016U (zh) * | 2018-12-26 | 2019-10-29 | 天津市必拓制钢有限公司 | 一种抗弯中空钢管混凝土支架 |
| RU2716533C1 (ru) * | 2019-11-23 | 2020-03-12 | Владимир Васильевич Галайко | Ленточный железобетонный фундамент и способ его изготовления |
-
2021
- 2021-07-30 RU RU2021122718A patent/RU2767760C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1296702A1 (ru) * | 1985-10-14 | 1987-03-15 | Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии | Арматурный стержень периодического профил |
| CN103485805A (zh) * | 2013-09-06 | 2014-01-01 | 中国矿业大学(北京) | 钢管混凝土支架断面及注浆口和排气孔结构 |
| RU152727U1 (ru) * | 2014-11-11 | 2015-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Промперсонал" | Сетка для самозакрепляющейся анкерной крепи (сза) |
| RU183088U1 (ru) * | 2018-06-13 | 2018-09-11 | Владимир Васильевич Галайко | Железобетонная стойка опор линии электропередач |
| CN209557016U (zh) * | 2018-12-26 | 2019-10-29 | 天津市必拓制钢有限公司 | 一种抗弯中空钢管混凝土支架 |
| RU2716533C1 (ru) * | 2019-11-23 | 2020-03-12 | Владимир Васильевич Галайко | Ленточный железобетонный фундамент и способ его изготовления |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЛОМОНОСОВ Г.Г. и др. Горно-инженерная графика. М., Недра, 1976, всего 263 с., с.91. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6536181B1 (en) | Composite retaining wall and construction method for underground structure | |
| KR100534456B1 (ko) | 터널지지용 철근격자지보 | |
| US20060070803A1 (en) | Prestressed scaffolding system | |
| CN114483085B (zh) | 软岩隧道双隔双控系统施工方法 | |
| JP4762941B2 (ja) | コンクリート中詰め鋼製セグメント及びその設計方法 | |
| US11021955B2 (en) | Tunnel support system and method | |
| US11092010B2 (en) | Underground support system and method | |
| KR101165575B1 (ko) | 터널의 시공방법 | |
| KR20170061061A (ko) | 선지보와 후지보를 이용한 터널 공법 및 이에 적합한 장치 | |
| RU2767760C1 (ru) | Монолитная железобетонная крепь горизонтальной горной выработки | |
| CN115163110A (zh) | 软岩隧道双隔双控支护系统 | |
| KR100698608B1 (ko) | 큰 스판을 위한 그리드형 평편 하면을 갖는 이중 프리스트레스트 지붕-천장 구조물 | |
| US3710527A (en) | Multi-storey buildings | |
| RU2777631C1 (ru) | Монолитная железобетонная крепь наклонной горной выработки | |
| CN100441782C (zh) | 新型预应力脚手架系统 | |
| RU2780037C1 (ru) | Способ крепления наклонной горной выработки монолитным железобетоном | |
| RU2765447C1 (ru) | Монолитная железобетонная крепь вертикального круглого шахтного ствола | |
| RU2457332C1 (ru) | Обделка подземного сооружения | |
| JP3958319B2 (ja) | プレストレスト仮設工法 | |
| JP4867488B2 (ja) | 地下空間の構築方法及びこの方法にて構築される地下空間、並びにこの方法にて構築される地下構造物 | |
| RU2060394C1 (ru) | Способ крепления шахтного ствола монолитным железобетоном и скользящая опалубка для его осуществления | |
| RU2804015C1 (ru) | Способ крепления шахтного ствола эллипсного сечения монолитным железобетоном | |
| CN113294178B (zh) | 极破碎围岩隧道联合支护系统及其施工方法 | |
| RU2769639C1 (ru) | Монолитная железобетонная крепь вертикального прямоугольного шахтного ствола | |
| RU2769639C9 (ru) | Монолитная железобетонная крепь вертикального прямоугольного шахтного ствола |