Временная передвижная крепь

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проходке горных выработок в сложных горно-геологических условиях и по обрушенным породам, например, при ликвидации аварийных ситуаций. Обеспечивает эффективность и безопасность проведения горных выработок по обрушенным породам, сокращение сроков проведения выработок, понижение числа проводимых операций, упрощение и удешевление конструкции. Сущность: крепь содержит секцию, выполненную из кольцевого металлического каркаса, и боковой пневмобаллон сжатия, имеющий тороидальную форму. По периметру каркаса расположен опорный пневмобаллон. Секция жестко связана с гидродомкратами передвижки, установленными с возможностью опирания на постоянную крепь. Рабочий диаметр бокового пневмобаллона сжатия равен шагу установки постоянной крепи. 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проходке горных выработок в сложных горно-геологических условиях и проходке выработок по обрушенным породам, например, при ликвидации аварийных ситуаций.

Известен способ проходки горных выработок в зоне слабых пород, когда под защитой постоянной крепи в горном массиве возводится временная забивная крепь с помощью проколотов, затем в контуре выработки на небольшую длину производится разрушение и уборка породы и сразу же возводится мощная постоянная крепь (А.С. 1624243, кл. Е 21 D 9/00).

Способ очень трудоемок и применим в основном при проходке выработок небольшого сечения и не безопасен.

Известен способ проходки обрушений в горных выработках шахт, включающий возведение предохранительной перемычки, установку перфорированных иньекторов, нагнетание тампонажного раствора за перемычку и последующее проведение выработки, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности проходки за счет охлаждения и инертизации зоны обрушения, после установки иньекторов и возведения газонепроницаемой перемычки производят предварительное охлаждение обрушенных и вмещающих пород до температуры, близкой к 0°С, затем нагнетают в зону обрушения вспененный тампонажный раствор, после чего производят замораживание зоны обрушения и приконтурного массива, при этом предварительное охлаждение и замораживание осуществляют посредством подачи по иньекторам жидкого азота (А.С. 1696712, кл. Е 21 D 9/00).

Недостаток способа связан с большими затратами материальных и трудовых ресурсов и значительными сроками выполнения работ, а также с большим количеством проводимых операций.

Известна временная передвижная безразгрузочная крепь для горных выработок, использующаяся для поддержания кровли подготовительных выработок при ведении горнопроходческих работ. Она содержит связанные между собой гидроцилиндрами передвижения забойную, линейные и концевую секции. Каждая из секций имеет перекрытие, состоящее из верхней части и боковых нижних частей, установленных на гидростойках, соединенных с опорами. Гидроцилиндры передвижения шарнирно закреплены на перекрытиях смежных секций. На каждой гидростойке шарнирно закреплены равноплечие балансиры, выполненные в виде рессор, на концах каждой из которых установлены опоры качения, взаимодействующие с почвой выработки. Параметры рессоры соответствуют заданной величине активного подпора при поднятой опоре над почвой выработки во время передвижения секций крепи (А.С. 2087721, кл. Е 21 D 91/04). Данная крепь принята за прототип.

Недостатком крепи является то, что она имеет сложную конструкцию и не приспособлена для проведения горных выработок по обрушенным породам.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно создать временную крепь более простой конструкции, под охраной которой можно эффективно и безопасно проводить выработки по обрушенным породам и позволяющую исключить применение дорогостоящих материалов, сократить число проводимых операций и сроки проведения выработки.

Задача решается тем, что во временной передвижной крепи, содержащей секцию, жестко связанную с гидродомкратами передвижки, согласно изобретению, секция выполнена из кольцевого металлического каркаса с расположенным на нем по периметру опорного пневмобаллона и бокового пневмобаллона сжатия имеющего тороидальную форму, причем гидродомкраты передвижки установлены с возможностью опирания на постоянную крепь, а рабочий диаметр бокового пневмобаллона сжатия равен шагу установки постоянной крепи.

Это решение позволит эффективно и безопасно проводить горные выработки по обрушенным породам, не прибегая к применению дорогостоящих материалов, сократить сроки проведения выработок и понизить число проводимых операций.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 продольный разрез временной передвижной крепи в проводимой выработке; на фиг.2 - разрез по А-А; на фиг.3 - разрез по В-В.

На чертежах:

1 - границы области сжатых пород;

2 - боковой пневмобаллон сжатия;

3 - кольцевой металлический каркас (может быть выполнен цельным или сборным);

4 - гидродомкраты передвижки;

5 - опорный пневмобаллон;

6 - постоянная крепь;

I, II, III, - области сжатия пород;

D - рабочий диаметр.

Временная передвижная крепь для проведения выработок по обрушенным породам состоит из кольцевого металлического каркаса 3, на котором по периметру установлен опорный пневмобаллон 5, выполненный, например, из резинокорда, который предназначен для распора временной крепи в стенки проводимой выработки. Распор временной крепи можно регулировать посредством подачи или откачки из опорного пневмобаллона 5 воздуха. К кольцевому металлическому каркасу 3 жестко прикреплены гидродомкраты передваижки 4, которые имеют возможность опираться на постоянную крепь 6 в момент передвижки временной крепи. Боковой пневмобаллон сжатия 2 также опирается на кольцевой металлический каркас 3 сбоку, и тоже может быть выполнен из резинокорда. Рабочий диаметр D бокового пневмобаллона сжатия 2, при котором в обрушенном массиве можно создать области сжатых пород, принимают равным шагу установки постоянной крепи 6.

Предлагаемая конструкция временной передвижной крепи работает следующим образом.

При проходке выработки в зонах с обрушенными породами устанавливают предлагаемую временную крепь, распирают ее о стенки проводимой выработки с помощью опорного пневмобаллона 5. На грудь проходческого забоя создают искусственное давление с помощью подачи воздуха в боковой пневмобаллон сжатия 2, при этом в груди забоя возникают области сжатых пород (I, II, III), а при очистной проходке порядок их выемки осуществляется последовательно I-II-III. Создание этих зон необходимо для того, чтобы упрочнить массив и исключить возможность внезапного вывала обрушенных пород в процессе их уборки, а так как пневмобаллон сжатия 2 имеет тороидальную форму, эти области возникают по всему периметру проводимой выработки.

Выемка породы под временной передвижной крепью ведется на расстояние, равное рабочему диаметру D бокового пневмобаллона сжатия 2, равное шагу установки постоянной крепи 6.

Процесс передвижки временной крепи с помощью гидродомкратов передвижки 4 осуществляется одновременно с уменьшением воздушного давления в опорном пневмобаллоне 5. Один конец гидродомкратов передвижки 4 жестко закреплен на кольцевом металлическом каркасе 3, а другой, выдвижной, конец при его выдвижении упирается в последнюю секцию постоянной крепи 6. Передвижку временной крепи осуществляют на всю длину выдвижного конца гидродомкратов передвижки 4. Размер выдвижного конца гидродомкратов передвижки 4 принимают равным шагу установки постоянной крепи 6.

При завершении передвижки временной крепи в опорном пневмобаллоне 5 увеличивают воздушное давление и временная крепь жестко фиксируется по всему периметру выработки. Таким образом между временной передвижной крепью и последней секцией постоянной крепи 6 образуется пространство, достаточное для установки еще одной секции постоянной крепи 6.

После установки постоянной крепи 6 цикл проведения выработки повторяется.

Предложенное изобретение позволит эффективно и безопасно проводить горные выработки по обрушенным породам, не прибегая к применению дорогостоящих материалов, сократить сроки проведения выработок и понизить число проводимых операций, конструкция крепи проста и легка в эксплуатации.

Формула изобретения

Временная передвижная крепь, содержащая секцию, жестко связанную с гидродомкратами передвижки, отличающаяся тем, что секция выполнена из кольцевого металлического каркаса с расположенным на нем по периметру опорным пневмобаллоном, и бокового пневмобаллона сжатия, имеющего тороидальную форму, причем гидродомкраты передвижки установлены с возможностью опирания на постоянную крепь, а рабочий диаметр бокового пневмобаллона сжатия равен шагу установки постоянной крепи.

РИСУНКИ