SU1321822A1 - Комбинированна крепь шахтного ствола - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к строительству шахтных стволов в сложных гидрогеологических услови х с применением способа замораживани  горных пород. Целью  вл етс  обеспечение надежности работы крепи в услови х переслаивани  водоносных с водоупорными породами, а также обеспечение работоспособности узла 5 податливости после тампонажных работ. Крепь включает телескопическую тюбинговую ко и (Л со ГС 00 го ю

Description

лонну, состо щую из тюбинговых колец 2, 4, 6. С внешней стороны колец 2 расположен бетонный слой 3 и размещенный под телескопическим соединением узел 5 податливости . Он выполнен из охватывающего слой 7 податливого материала кольцевого элемента в виде обоймы 8 с верхней конической частью. Обойма 8 размещена с возможностью герметичного примыкани  к элмен- там колонны. Между кольцами 4 и б размещен уплотнительный элемент 10, в зоне которого размещены клапаны 17 предель1

Изобретение относитс  к строительству шахтных стволов в сложных гидрогеологических услови х с применением способа замораживани  горных пород.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение надежности работы крепи в услови х переслаивани  водоносных с водоупорными породами , а также обеспечение работоспособности узла податливости после тампонажных работ.

На чертеже изображена комбинированна  крепь шахтного ствола.

Комбинированна  крепь шахтного ствола составл ет собой телескопическую тюбинговую колонну, размещенную в выработке 1 и включающую тюбинговые кольца 21 (тюбинги ), бетон 3 с внешней стороны тюбингов 2, верхнее кольцо 4 (тюбинги) вертикального узла 5 подталивости, нижнее кольцо 6 (тюбинги) узла 5 податливости, слой 7 податливого материала, заключенного в сталебетонную обойму 8 (кольцевой элемент), опирающуюс  на тюбинговые кольца 2 и 4. Дл  равномерной передачи давлени  от тюбингов 4 на слой 7 податливого материала предусмотрен бетонный буфер 9. Между тюбинговыми кольцами 4 и 6 помещаетс  резиновый уплотнитель 10, опирающийс  на выступ 11 тюбинга 6. Конусообразна  форма бетонного буфера 9 с заострением в верхней части позвол ет при осадке тюбингов 4 увеличивать плотность гидроизол ции стыка тюбингов 4 и 6, прегражда  доступ гидростатичоского давлени  к слою уплотнител  10. Существенной преградой гидростатическому давлению  вл етс  сталебетонна  обойма 8, особенно как водопреграда, в период оттаивани  ледопородного ограждени  и при тампонаже , когда цементный раствор с талой водой под давлением насыщает слой 7 податливого материала, уменьша  его податливость .

Предлагаема  комбинированна  крепь с узлом податливости работает следующим образом.

ного давлени . Кольца 6 выполнены с выступами 11. Через пробуренные скважины тампонируют отта вщий слой горных пород Тампонаж выполн етс  вокруг сло  7. В процессе водопонижени  кольцо 4 скользит по выступу 11 вдоль обоймы 8 и выдавливает материал сло  7. Разгерметизаци  крепи предотвращаетс  клапаном 17, что позвол ет выполн ть стенки обоймы 8 из материала , хорощо работающего на сжатие, но обладающего малой прочностью на раст жение . 1 ил.

После оттаивани  на глубину до 1 м внутренней зоны 12 ледопородного ограждени  13, сформированного с помощью замораживающих колонок 14 в массиве горных пород 15, вывинчивают из тюбингов 2 пробки 16,

бур т скважины (не показаны) через бетонный слой 3, через которые тампонируют отта вший слой 12 горных пород под давлением 2-8 МПа. Пробки 16 в тюбингах 2 вывинчивают таким образом, чтобы тампоQ наж выполн лс  за пределами обоймы 8 вокруг податли-вого материала 7. После отверждени  тампонажного раствора оттаивают оставшуюс  часть ледопородного ограждени  13 и осуществл ют ликвидационный тампонаж (за пределами обоймы 8).

5 При осадке пород 15 в процессе водопонижени  тюбинг 4 скользит по выступу 11 тюбинга б вдоль обоймы 8, раздавлива  материал 7, одновременно сжима  воздух, наход щийс  внутри обоймы 8. При этом герметичность примыканий обоймы 8 к тюбингам 2 и 4, ослабленна  в период тампонажа при температуре около 0°С ввиду малых давлений , в дальнейшем при повыщении температуры увеличиваетс  с ростом давлений В этих услови х возрастает роль клапана

5 17 предельного давлени . Если сжатому воздуху, наход щемус  в обойме 8, не дать выход, то под вли нием больщих вертикаь- ных нагрузок он может разгерметизировать крепь. Дл  устранени  этого крепь в зоне уплотнительного элемента 10 снабжена кла0 паном 17 предельного давлени , помещенного на трубке 18. Клапан 17 предельного давлени  рассчитан таким образом, чтобы в стенках обоймы 8 образовывались только напр жени  сжати , т.е. внутренние давлени  в обойме 8 должны быть меньше

5 внешних давлений на него. Это позвол ет стенки обоймы 8 выполн ть из материала, хорошо работающего на сжатие, но обладающего малой прочностью на раст жение, например из бетона, чугуна и т.п. Q Размещением узла податливости в зоне, почвы 19 пласта водоупорных пород на контакте с водоносными породами 20 создаютс  дл  узла максимально благопри тные услови  работы с защитой его от обводнени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Комбинированна  крепь шахтного ствола, содержаща  телескопическую тюбинговую колонну с уплотнительным элементом, внещ- ний бетонный слой и размещенный под те- лскопическим соединением узел подтали- вости, включающий слой податливого материала и охватывающий его кольцевой элемент , отличающа с  тем, что, с целью обеспечени  надежности работы крепи в услови х переслаивани  водоносных с водоупорными породами, а также обеспечение работоспособности узла подталивости после там- понажных работ, кольцевой элемент выполнен в виде обоймы с верхней конической частью и размещен с возможностью герметичного примыкани  к элементам телескопической тюбинговой колонны, причем узел

   податливости снабжен клапанами предельного давлени , размещенными в зоне уплот- нительного элемента.