SU711297A1 - Крепь горной выработки - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области горного дела, преимущественно к разработке угольных, рудных и нерудных месторождений подземным способом, и может быть применено дл  предотвращени  пучени  (выдавливани ) пород со стороны почвы внутрь подземных выработок .

Известны горные крепи замкнутой формы железобетонные, чугунные, каменные , ксторые выполнены из криволинейных элементов, тюбингов или блоков, и монолитные из бетона или железобетона, имеющие обратный ход, воспринимающие нагрузки от пучени  пород.

Недостатками известные крепей  вл ютс  низкий коэффициент использовани  поперечного сечени  выработки (отношение поперечного сечени  к свету к поперечному сечению в проходке); необходимость засыпки обратного свода балластом; необходимость выемки горной массы дл  установки обратных сводов; трудоемкость и технологическа  сложность устройства обратных сводов; в 2-3 раза меньше темпы сооружени  выработок, в сравнении с выработками, имеющими плоскую почву; сложность, а в р де случаев невозможность , ремонта обратного свода при любой конструкции крепи без полного перекреплени  выработки.

Известны также крепи горных выработок , включающие двухслойный обратный свод с заполнением лотка 2. Така  крепь  вл етс  наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам.

0 Недостатком таких крепей  вл етс  то, что плоска  подошва выработки достигаетс  путем заполнени  лотковой части дорогосто щим материалом, например бетоном, и не исключает необходимости выемки породы под обратный свод и лоток.

Цель изобретени  - исключение выемки породы при возведении обратного свода и последующего заполнени 

0 лотка.

Достигаетс  это тем, что каждый из слоев обратного свода выполнен в виде искусственно образованной криволинейной полости, заполненной породными обломками и св зующим материалом , жестким дл  внутреннего сло  и эластичным дл  наружного, причем между внутренним и наружным сло ми обратного свода расположен слой ненарушенной породы.

На фиг. 1 изображена крепь горной выработки, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, продольный разрез. На фигурах обозначено: 1 - верхнее строение крепи, 2 - грузонесущий слой обратного свода, 3 - податливый слой обратного свода, 4 - шпуры,

5- св зующий и твердеющий раствор;

6- пористый эластичный уплотн ющий материал.

Предлагаема  горна  крепь выполнена следующим образом. При известной конструкции крепи 1 произвольной геометрической формы по всей длине выработки в целике пород почвы выполнена криволинейна  полость, образующа  грузонесущий слой 2 обратного свода, котора  заполнена через шпуры 4 св зующим породные обломки твердеющим раствором 5, например цементнопесчаным или полимерным. На некоторо рассто нии от грузонесущего сло  2 обратного свода параллельно ему выполнена втора  криволинейна  полость котора  через шпуры 4 заполнена пористым эластичным уплотн ющим материалом 6. Эта полость, заполненна  породными обломками и пористым эластичным уплотн ющим материалом 6, представл ет собой податливый слой 3 обратного свода.

После выполнени  криволинейной полости в породном целике почвы выработки дл  податливого сло  3 обратного свода происходит разгрузка почвы от напр жений, образованных как в результате вли ни  выраьотки, так и природного напр женного состо ни .

Выполнив нагнетание в полость раствора с пенообразующими компонентами , который превращаетс  в пористый эластичный уплотн ющийс  материал , образуетс  податливый слой 3 обратного свода, реализующий деформаци породного массива. В объеме породы, заключенном между подошвой выработки и внутренней поверхностью податливого сло  3 обратного свода, будут действовать напр жени , возникающие от собственного веса этого объема пород которые значительно ниже природных и образовавшихс  в результате вли ни  выработки.

В разгруженном объеме пород между подс ивой выработки и податливым слоем 3 на некотором рассто нии выполн етс  параллельна  ему криволинейна  полость дл  грузонесущего сло  2, в которую нагнетаетс  св зующий породные обмотки твердеющий, например цементно-песчаный или полимерный , раствор 5, который вместе с ними образует прочный наполнитель грузонесущего сло  2 обратного свода.

Набор прочности наполнител  грузонесущего сло  2 происходит без вли ни  про влений горного давлени , так, как он защищен податливым слоем 1Выбрав радиус кривизны и толщину грузонесущего 2 и податливого 3 слоев обратного свода, прочность свзующего продольные обломки раствора 5, пористость и процент уплотнени  эластичного материала 6, стрелу прогиба обратного свода и рассто ние между сло ми 2 и 3, представл етс  возможным с помощью предлагаемой крепи обеспечить устойчивость выработок расположенных в пучащих породах, в широком диапазоне горногеологических условий.

Таким образом, изобретение позвол ет обеспечить устойчивость почвы выработки при пучащих породах; удешевить крепь путем: а) исключени  необходимости применени  опалубок дл  устройства обратных сводов, так как в предлагаемой горной крепи функцию опалубки выполн ет породный массив; б) сокращение объема работ по выемке горной Массы дл  устройства обратного свода; в) исключение засыпки обратного свода балластом дл  размещени  на нем транспортных средств и пешеходных дорожек; г) сокращени  затрат на материалы дл  обратного свода; д) снижение затрат на ремонт обратного свода; повысить коэффициент использовани  поперечного сечени  выработки; обеспечить высокие темпы проходки горных выработок .

Экономический эффект от применени  предлагаемой крепи может быть получен за счет уменьшени  затрат на прохождение, крепление и ремонт обратного свода, а также за счет исключени  бетона, как конструктивного материала крепи, и опалубки дл  его укладки.

Claims (2)

1.Максимов А.П. Горное давление и крепь выработок . М., Недра , 1973, с. 168.

2.Лиманов Ю.А. Метрополитены. М., Транспорт, 1971, с. 47 (прототип ) .

тт.

г

Фиг.1

j , j 4 I , - j

- ::-fV:лVA / I ;

5 iФиг . 2