Крепь горной выработки

Союз Советски ОПИСА ИЗОБРЕТ К АВТОРСКОМУ СВИ Социалистических Веслублик/О осуаарственный комит СССР по делам изобретений н открытий(23) Приорит Опубликовано 250 1.80. Бю Дата опубликования описан 4.191.24088. 8)(72) Автор изобретения С.Н,Р Заявитель Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамен горный институт им. Артема(54) КРЕПЬ ГОРНОЙ ВЫРАБО Изобретение относится к области горного дела, преимущественно к раэ работке угольных, рудных и нерудных месторождений подземным способом, и может быть применено для предотвращ ния пучения (выдавливания) пород со стороны почвы внутрь подземных выра боток.Известны горные крепи замкнутой формы железобетонные, чугунные, каменные, которые выполнены из криволинейных элементов, тюбингов или блоков, и монолитные из бетона или железобетона, имеющие обратный ход, воспринимающие нагрузки от пучеиия пород.Недостатками известных крепей являются низкий коэффициент использования поперечного сечения выработки (отношение поперечного сечения к свету к поперечному сечению в проходке); необходимость засыпки обратного свода балластом; необходимость выемки горной массы для установки обратных сводов; трудоемкость и технологическая сложность устройства обратных сводов; в 2-3 раза меньше темпы сооружения выработок, в сравнении с выработками, имеющими плоскую почву; сложность, а в ряде случаев невозможность, ремонта обратного свода прилюбой конструкции крепи беэ полногоперекрепления выработки.Известны также крепи горных выработок, включающие двухслойный обратный свод с заполнением лотка 2).Такая крепь является наиболее близкой к изобретению по техническойсущности и достигаемым результатам.Недостатком таких крепей является то, что плоская подошва выработки достигается путем заполнения лотковой части дорогостоящим материалом,например бетоном, и не исключает не обходимости выемки породы под обратный свод и лоток.Цель изобретения - исключениевыемки породы при возведении обратного свода и последующего заполнения 20 лотка.Достигается это тем, что каждыйиз слоев обратного свода выполнен ввиде искусственно образованной криволинейной полости, заполненной по родными обломками и связующим материалом, жестким для внутреннего слояи эластичным для наружного, причеммежду внутренним и наружным слоямиобратного свода расположен слой не нарушенной породы.На фиг. 1 изображена крепь горнойвыработки, поперечный разрез; нафиг. 2то же, продольный разрез.На фигурах обозначено: 1 - верхнеестроение крепи, 2 - грузонесущийслой обратного свода, 3 - податливыйслой обратногс свода, 4 - шпуры,5 - связующий и твердеющий раствор;б - пористый эластичный уплотняющийматериал.Предлагаемая горная крепь выполнена следующим образом. При известной конструкции крепи 1 произвольнойгеометрической формы по нсей длиневыработки н целике пород почвы выполнена криволинейная полость, образующая грузонесущий слой 2 обратного 15снода, которая заполнена через шпуры4 связующим породные обломки твердеющим раствором 5, например цементнопесчаным или полимерным. На некоторомрасстоянии от грузонесущего слоя 2 Ообратного свода параллельно ему выполнена вторая криволинейная полость,которая через шпуры 4 заполненапористым эластичным уплотняющим материалом б. Эта полость, заполненнаяпородными обломками и пористым эластичным уплотняющим материалом б,представляет собой податливый слой3 обратного свода.После выполнения криволинейной полости в породном целике почвы выработки для поцатливого слоя 3 обратного свода происходит разгрузка почвы от напряжений, образованных какв результате влияния выра.отки, таки природного напряженного состояния,Выполнив нагнетание в полостьраствора с пенообразующими компонентами, который превращается в пористый эластичный уплотняющийся материал, образуется податливый слой 3 об Оратного свода, реализующий деформациипородного массива. В объеме породы,заключенном между подошвой выработкии внутренней поверхностью податливого слоя 3 обратного снсда, будут лействовать напряжения, возникающие отсобственного веса этого объема пород,которые значительно ниже природныхи образовавшихся в результате влияния выработки50В разгруженном объеме пород междуподошной выработки и податливым слоем 3 на некотором расстоянии выполняется параллельная ему криволинейная полость для грузонесущего слоя2, в которую нагнетается связующий 55породные обмотки твердеющий, например цементно-песчаный или полимерный, раствор 5, который вместе с ними образует прочный наполнитель грузонесущего слоя 2 обратного свода. бОНабор прочности наполнителя грузонесущего слоя 2 происходит без влияния прсянлений горного давления,так, как он защищен податливым слоем 3, 65 Выбрав радиус кривизны и толщинугрузонесущего 2 и податливого 3слоев обратного свода, прочность связующего продольные обломки раствора5, пористость и процент уплотненияэластичного материала б, стрелу прогиба обратного свода и расстояниемежду слоями 2 и 3, представляетсявозможным с помощью предлагаемой крепи обеспечить устойчивость выработок,расположенных в пучащих породах, вшироком диапазоне горногеологическихусловий.Таким образом, изобретение позволяет обеспечить устойчивость почвывыработки при пучащих породах; удешевить крепь путем: а) исключениянеобходимости применения опалубокдля устройства обратных сводов, таккак в предлагаемой горной крепифункцию опалубки выполняет породныймассив; б) сокращение объема работпо выемке горной массы для устройства обратного свода; в) исключениезасыпки обратного свода балластомдля размещения на нем транспортныхсредств и пешеходных дорожек; г)сокращения затрат на материалы длясбратногс свода; д) снижение затратна ремонт обратного свода; повыситькоэффициент использования поперечного сечения выработки; обеспечить высокие темпы проходки горных выработок,Экономический эффект от применения предлагаемой крепи может бытьполучен за счет уменьшения затрат напрохождение, крепление и ремонт обратного свода, а также за счет исключения бетона, как конструктивногоматериала крепи, и опалубки для егоукладки.Формула изобретенияКрепь горной выработки, включающая двухслойный свод и заполненныйлоток, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью исключения выемки породы при возведении обратного свода ипоследующего заполнения лотка, каждый из слоев обратного снода выполнен н виде искусственно образованнойкриволинейной полости, заполненнойпородными обломками и связующим материалом, жестким для внутреннегослоя и эластичным для наружного, причем между внутренним и наружнымслоями обратного свода расположенслой ненарушенной породы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Максимов А.П. Горное давление и крепь выработок. М Недра , 1973, с. 1 б 8.2, Лиманов Ю.А. Метрополитены.М., Транспорт, 1971, с. 47 (прототип) .711297 г.Р Соста Техре актор Н.Богатов писное Заказ 8979/ б лиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проект 4 ЦНИИПИ по д 113035, МосТира Государстве лам изобрет ва, Ж, Ртель Л,БерезкинаЭ.Чужих Корректор М.Шаро ного комитета СССРний и открытийушская наб., д. 4/