Крепь капитальных выработок

(191 (И) ЮСЮ Е 21 Э 11/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Э.Ф. Житков, Д.И, Шеховцов, А.С. Малахов, Г.Э,. Качан, А,Н. Б нев, П.П, Ногин и В.С. Лейтес (71) Белорусский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института галургии(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 291071, кл. Е 21 Э 11/14, 1970.. 2. Авторское свидетельство СССР В 898082, кл. Е 21 Э 11/00, 1982. (54)(57) КРЕПЬ КАПИТАЛЬНЫХ ВЫРАБОТО включающая кольцевые наружный жесткий и внутренний податливый слои, причем податливый слой выполнен из вязко-пластичного материала, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения регулировки воз действия на крепь горного давления и снижения эксплуатационных расходо в жестком слое крени выполнены своз ные отверстия, диаметр которых опре деляется по формуле ересш 6200;личество е ерстий опе речном сечен напряжение н ливого и жес (нагрузка на Па; и жесткого слоя;границе податкого слоев крепижесткий слой),диаметр отверстия вслое, м;толщина жесткого сло м лотность подг/мз; ливог й,вяз - коэффици кости Э - внешнийнт динамическ аметр жестк оя сме ения скоростьгорного адиального щ ссива, м/с;(шаг) вдоль вырау сечениями с отвер" асстояни тки иями.1145145 пд д 51 ПН , Изобретение относится к горному делу, в частности к искусственным сооружениям, а именно к сплошным с замкнутым контуром монолитным податливым двухслойным крепям, преимущест венно используемым в капитальных выработках длительного срока службы в условиях ползучести горных пород, и может найти применение для крепления подземных горных выработок. 10Известна крепь, податливый слой которой выполнен из снимающегося пеноматериала Я .Недостатком такой крепи является то, что по мере сжатия пеноматериала 15 сопротивление возрастает. Возможно преждевременное локальное возрастание нагрузки на жесткий слой, что приводит к неравномерности распределения нагрузки по контуру и прежде временному разрушению жесткого слоя.Известна крепь капитальных выработок, включающая кольцевые наружный жесткий и внутренний податливый слои, причем податливый слой 25 выполнен иэ вязко-пластичного материала 21,Недостатками данной крепи являются сложность конструкции, заключающаяся в наличии специальных элас- З 0 тичных резервуаров и клапанов, а также высокие эксплуатационные расходы, связанные с разрушением жесткого слоя в связи с высокой степенью вероятности повреждения эластичныхрезервуаров и/или выходом из строяклапанов.Цель изобретения - обеспечениерегулировки воздействия на крепьгорного давления и снижение эксплу-,атационных расходов. Указанная цель достигается тем, что в крепи капитальных выработок, включающей кольцевые наружный жест 45 кий и внутренний податливый слои, причем податливый слой выполнен из вязко-пластичного материала, вжестком слое крепи выполнены сквозные отверстия диаметр которых определяР50 ется по формуле где. ш 100 ш 200;и - количество отверстий в поперечном сечении жесткого слоя; 2б - напряжение на границе подат-,ливного и жесткого слоевкрепи (нагрузка на жесткийслой), Па;с 1 - диаметр отверстия в жесткомслое, м;Б - толщина жесткого. слоя, м;- плотность материала податливого слоя, кг/м;- коэффициент динамической вязкости, м/с;0 - внешний диаметр жесткогослоя, м;Ц - скорость радиального смещения горного массива, м/с;расстояние (шаг) вдоль выработки между сечениями сотверстиями, м,На чертеже показана двухслойнаякрепь, общий вид.Крепь состоит из жесткого слоя 1с расположенными в нем отверстиями2 и податливого слоя 3, образованного контурами жесткого слоя и горного массива и выполненного из вязкопластичного материала. Между жесткими податливым слоем находится опалубка 4,которая служит только для возведения податливого слоя и его удержания довозведения жесткого слоя, Количество выпускных отверстий,их диа-,метр и месторасположение определяются таким образом, что движение пластического материала через отверстиепроисходит при определенном давлении .в податливом слое,Крепь работает следующим образом,Под действием неравномерно смещающегося контура пород 5 происходитуменьшение объема, занимаемого податливым слоем 3, выполненным из вязкопластического материала, Податливыйслой, обладая свойством текучести,перемещается в занимаемом им объемеиз мест концентрации давления в места с более слабым давлением. Перераспределение материала по объему происходит при возрастании давления отпервоначального до заданного допустимого на жесткий слой. При достижении давления в податливом слое, соответствующего заданной нагрузке на жесткий слой, сопротивление выдавливанию вязко-пластического материала будет преодолено. Вязко-пластический материал начнет вытекать через отверстия.До этого момента равномерно распределенная нагрузка на жесткий слой1145145 оставитель Л. Березкинаехред Л.Микеш Корректор С, Ше актор И. Ко 1139/26 Тираж 482 ВНИИПИ Государственног по делам изобретении 113035, Москва, Ж"35, РаПодписноекомитета СССРи открытийская наб д, 4/5 к лиал ППП Патент жгород, ул. Проектная возрастет во времени, при вытеканииматериала через отверстия она стабилизируется и остается постоянной насрок службы крепи. По сравнению с прототипом при установке предлагаемой крепи затраты времени сокращаются почти в два раза, Эксплуатационные расходы, связанные с большей надежностью предлагаемой конструкции по сравнению с использованием клапанов и эластичныхрезервуаров в прототипе, снижаютсяна 20%.