Крепь шахтного ствола

 

Евфрат А фф

СОГОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 0 5/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ мал. (fjj ", тл

1 (21) 4841915/03 (22) 25.06.90 (46) 15.07.92, Бюл. % 26 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) В.H,Âëàñoà, М.Б.Устюгов, В.Ю.Изаксон, Д.B,Ìèíüêo, В,К,Ширяев и А.Л.Черыгов (53) 621,866(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Мл 1368438, кл, Е 21 0 5/11, 1985, .Авторское свидетельства СССР

К. 1191587, кл. Е 21 О 5/12, 1984. (54) КРЕГ1Ь ШАХТНОГО СТВОЛА . (57) Изобретение относится к горному делу, а именно к сооружению вертикальных шахтных стволов. Сущность изобретения: крепь состоит из железобетонной оболочки, из

Изобретение относится к горному делу, а именно к сооружению вертикальных шахтных.:стволов в сложных торно-геологических и техни«.есКих условиях, .Известна крепь вертикальной горной выработки, включающая несущую оболочку из железобетона, а между контуром выработки и несущей оболочкой из железобетона установлены эластичные баллоны, снабженные предохранительными клапанами.

Недостатками этой крепи является, сложность изготовления и поддержания в рабочем состоянии эластичных оболочек при больших сроках эксплуатации шахтных стволов (в течение нескольких десятков:лет), и отсутствие связи между стенками выработки и бетонным стаканом крепи; что Снижает несущую способность крепи и надежность эксплуатации.

„„>Ц „„1747704 А1

2 компенсациойной оболочки с каналами, заполненными вспененным податливым материалом, и из внешней оболочки, соприкасающейся с породой. Оболочка разделена ребрами жесткости, часть которых выполнена из металлических элементов, защемленных в несущей и внешней оболочках, Элементы могут быть выполнены из вертикальных листов, из стоек швеллерного сечения. Стойки могут быть двухтаврового сечения. Элементы могут быть установлены по винтовой линии, Часть каждого элемента

8 может быть эамоноличена в защитном массиве породы. Крепь может снабжаться анкерными стержнями, защемленными в закрепном массиве и соединенными с элементами. 6 ил.

Наиболее близкой к предлагаемой является крепь вертикальной горной выработки, состоящая из железобетонной несущей оболочки, податливого слоя, выполненного в виде ослабленного вертикальными каналами на всю высоту крепи и внешней оболоч-, ф, кй осуществляющей связь между крепйо и стенками выработки, Недостатком известной крепи является малая нтасдЕжность ввиду того, что при даже незначительном разрушении ребер жесткости (пространства между каналами) равру- .! надув шенная порода скапливается в нижней части канала, тем самым уменьшая податливость компенсационного слоя, в то же время в верхней части из-за удаления части пород получается излишняя (против расчетной) податливость; что создает неравномерную нагрузку на крепь и снижает ее общую работоспособность. Кроме того, при разрушении ребер жесткости практически нару- .

1747704 шается связь между стенками выработки и вспененным податливым материалом или несущей оболочкой железобетонной крепи, же на каркасе могут быть смонтированы затак как всем весом железобетонная оболоч- ранее изготовленные блоки заданной форка будет стремиться вниз,что резко снижэ- мы из вспененного материала, а затем ет надежность работы крепи, особенно при 5 произведено заполненйе заопалубочного больших глубинах ствола; пространства бетоном с образованием каЦелью изобретения является повыше- налов блоками из вспененных материалов, ние надежности эксплуатации крепи. Размеры и объем пустот 3 определяются

Поставленная цель достигается тем, что необходимой податливостью (смещением) крепь снабжена заполнением вертикаль- 10 вмещающих пород 6. Толщины ребер 7 женых каналов из податливого вспененйого сткости (фиг, 2 и 3) определяются из усломатериала, а часть ребер жесткости выпал- вия, чтобы прочность их была по крайней нена из металлических элементов, защем- мере в три раза меньше прочности несущей ленных в несущей и внешней оболочках, а железобетонной оболочки 1. металлические элементы ребер жесткости 15 Часть ребер жесткости выполнена из выпогнены из вертикальных листов. Кроме листов 8, толщина которых рассчитывается того, металлические элементы ребер жест- кэк стенка с защемленными концами и ракости выполнены в виде стоек швеллерного . ботает насрезизусловия весанесущейобо- .. сечения, стойки выполнены двутаврового лочки крепи, сечения, металлические элементы ребер же- 20 Ребра жесткости могут быть выполнены сткости устайовлены по винтовой линии, в виде швеллерного илидвутаврового сече- . схватывающей несущую оболочку, часть ний 11 (фиг, 4) с замоноличиванием полок в каждого металлического элемента ребра несущей 1 и внешней 5 оболочках с испольжесткости замоноличенавзэщитном масси- зованием стенок 12 в каналах 3 компенсаве. Кроме того, крепь снабжена анкерными 25 ционнойоболочки 2 в виде ребер жесткости;. стержнями; защемленными в закрепленном . При равномерном горном давлении ме массиве и жестко соединенными с металли- таллические ребра жесткости могут быть выческими элементами ребер жесткости,: полнены (уложены) по винтовой линии, .

На фиг. 1 изображена принципиальная охватывающей несущую железобетонную схема выполнения крейи шахтного ствола, 30 оболочку. вид в плане; на фиг. 2 — металлическое ребро Для улучшения связи с породным конту= жесткости излиста, пример выполнения; на: ром ствола шахты во вмещающих горных фиг, 3 — то же, после смещения окружающих породах могут бйть выполнены местные вы. горных пород (сдавливание шахтного ство- емки 13 (фиг. 5); заполненные бетоном 14, в . ла); на фиг.4-металлйяескоереброжестко- 35 которых замоноличена часть 10 ребер 8 жЕсти из проката двутэврового сечения; . сткости, пример вь1полнения; на фиг. 5 — закрепле- Для обеспечения технологичности устание металлического ребра жесткости в вы- : новки метэллических ребер жесткости пеемке породного контура шахтного ствола, ред бетонированием для повышения:... пример выполнения; на фиг. 6- крепление 40 сцепления крепи с контуром ствола шахты металлического ребра жесткости со стерж- во вмещающих горных породах могут быть нем в шпуре, пример выполнения..: . пробурены шпуры 15 (фиг. 6), в которых усКрепь шахтного ствола состоит из танавливаются стержни 16(анкеры) жестко несущей железобетонной оболочки 1 (фиг. соединенные (приваренные) с металличе. 1), компенсационной оболочки 2 с каналами 45 скими ребрами 8 жесткости.

3, заполненными вспененным податливым Крепь шахтного ствола работает следуматериалом 4,и внешней бетонной оболоч-.. ющим образом, ки 5, взаимодействующей с вмещающими При повышенном давлении изменяется, горными породами 6, .. - контур выработки; уменьшается породнйй

Ребра 7 жесткости между каналами 3 50 диаметр ствола, Крепь может работать при выполнены из бе;она и rtp меньшей мере . равномерном уменьшении сечения вырачэстьизних выполнена излистовогометал- ботки (равномерном горном давлении), а лэ 8 (фиг, 1-3), одна сторона 9 которых за- также прй неравномерном распределении кфеплена и зэмоноличена в несущей горногодавления, т.е. когда смещения раз>келезобетонной оболочке 1, другая проти- 55 личны по направлениям в сечениях. воположнэя сторона 10 ребер жесткости за- Деформации бетонной оболочки 5 (фиг. креплена и замоноличенэ во внешней 1-3), взаимодействующей с вмещающими бетонной оболочке 5, горными породами 6, передаются на комКаналы 3 Mîãóò изготовляться пустооб- пенсациойную оболочку 2 с каналами 3, Когразователями с обязательным заполнением: да давление превысит допустимое

1747704 напряжение для ребер 7 ><есткости, они начнут разрушатьСя, спрессовывая вспененный материал 4 в каналах 3. При этом весь разрушенный бетон остается в одной плоскости и не происходит его перемещения вниз по каналу. МеталличеСкие ребра 8 жесткости при этом деформируются (гофрируются) в каналах 3, сминал вспененный материал. При деформировании металлических ребер жесткости не происходит их разрушения и они способны удерживать несущую оболочку 1 от перемещения вниз, При этом несущая оболочка 1 из монолитно- го бетона имеет трехкратный запас прочно- сти на раздавливание в сравнении с, ребрами 7 жесткости компенсационной оболочки 2, вследствие чего, пока не будет израсходован весь запас компенсации, несущая оболочка будет работать без дефоомаций и изменения формы, а связь этой оболочки с горнйми породами будет осуществляться через гофрированные металлические ребра жесткости.

: " Работа крепи в других примерах выполнения металлических ребер жесткости ана:. логична.

Формула и Зоб рете н и я

1, Крепь шахтною ствола, включающая несущую железобетонную оболочку, ком: пенсационную оболочку с разделенными .ребрами жесткости вертикальными каналами и внешнюю оболочку, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения надежности эксплуатации, крепь снабжена наполнителем вертикальных каналов из податливого вспененного материала, а часть ребер жес5 ткости выполнена из металлических элементов, з,",щемленных в несущей и внешней оболочках.

2, Крепь по и. 1, отличающаяся тем, что металлические элементы ребер же10 сткости выполнены из вертикальных лис.тов.

3. Крепь по п.1, отличающаяся тем, " что металлические элементы ребер жесткости выполнены в виде стоек швеллерного

15 сечения, 4, Крепьпоп„3 отл ич а ю ща я с я тем, что стойки выполнены двухтаврового сечения.

20 5. Крепь по пп. 1 и 2,отл ича ю 1цаяс я тем, что металлические элементы ребер жесткости установлены по виитойой линии, охватывающей несущую оболочку.

6, Крепь по пп,1-4, отличающаяся, 25атем, что часть каждого металлйческого элемента ребра жесткости замоноличейа в защитном массиве.

7. Креп ь по пп. 1-5, отличающаяся тем, что она снабжена анкерными стержня30 ми,. защемленными в закрепленном массиве и жестко соединенйыми с металлическими элементами ребер жесткости, 1747704

1747704

1747704 фЬГ. Ю

Составитель Л.Черепенкина

Техред%(,Моргентал Корректор С.Черни

Редактор Е,Копна

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2484: . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5