Способ изготовления шахтной крепи типа “сталь-бетон-сталь” и устройство для его осущевления

и 1) 768991 ОП ИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУЙоаз Советский Социалистических Республиката опубликования описания 07.10,80(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШАХТНО ТИПА СТАДЬ-БЕТОН-СТАЛЬ И УСТРОЙСТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯЕ указаного шахтной крепи являеометрических размена изготовление набсадной трубы и труции при монтаже и ь Это обстоятельство ение геометричности значительное отклоти шахтного ствола, изобретения является Существенным нед способа изготовления ется низкая точность г ров обечаек, идущих ружной и внутренней о доемкость их центра сварке в стволе шахть влечет за собой наруш сварных швов крепи и нение от вертикальносЦелью настоящего Изобретение относится к горной промышленности, а именно, к технологии изготовления трехслойной сталебетонной крепи для обсадки стволов шахт и скважин большого диаметра. 5Известна технология изготовления трехслойной сталебетонной крепи и монтаж ее в вертикальной горной выработке с помощью шестиэтажного подвесного полка, включающая механическую обработку и вальцовку стальных листовых карт-заготовок, сварку их в цилиндры для наружной и внутренней обечаек, последующую сварку обечаек в обсадные трубы двух диаметров, расположенных одна в другой, центрирование обечаек, их фиксацию и сварку с последующим заполнением бетоном кольцевого пространства 11. повышение точности геометрических размеров обечаек.Указанная цель достигается тем, что перед механической обработкой производят центрирование обечаек и их фиксацию в от,центрированном положении.Возведение шахтной крепи производится не поочередным наращиванием внутренней и наружной обечайки (с опережающим наращиванием наружной), а одновременным монтажом наружной и внутренней обсадной трубы кольцами, состоящими из двух цилиндров различного диаметра, скрепленных между собой распорными ребрами и анкерами. При этом кольца имеют параллельно отфрезерованные торцы правильной геометрической формы со снятыми фасками под сварку, монтажные втулки и, при необходимости, тампонажные отверстия. Сварка колец в обсадную крепь производится над устьем ствола, причем внутренняя обечайка сваривается изнутри при помощи одноэтажного подвесного полка, наружные обечайки варят наружным швом.Такой способ изготовления шахтной крепи может быть осуществлен устройством новой конструкции для изготовления колец, содержащим вал с центрирующимп дисками, внутри которых установлены гидроцилиндры с упорами.Подобное техническое решение имеетвнутренние гидравлические центраторы для центровки торцов отдельных труб и секций при строительстве трубопроводов 2.Отличие предлагаемого устройства от известного состоит в том, что упоры имеют жесткую связь между собой в виде диафрагмы, заключенной в центрирующем диске с возможностью вращения относительно его, и снабжены откидными кронштейнами для 10 центрации наружной обечайки, причем кронштейны связаны с упорами шарнирно с возможностью фиксации в крайних положениях.При этом каждый откидной кронштейн 15выполнен в виде гребенки для центрирования наружных обечаек различных диаметров.Кроме того, по крайней мере один изцентрирующих дисков установлен с воз можностью перемещения вдоль оси вала.На фиг. 1 - устройство для осуществления способа, вид сбоку; на фиг. 2 - устройство для осуществления способа, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А - А фиг. 2.25Устройство содержит станину, состоящуюиз правой 1 и левой 2 балок, соединенных направляющими 3. На левой балке установлен вал 4 с возможностью вращения в плоскости чертежа при помощи гидроцилиндров 5 и вокруг своей оси - при помощи гидроцилиндров 6. На верхнем конце вала смонтирован подшипниковый узел 7, который при горизонтальном положении вала закрепляется в кронштейне 8, установлен- з 5 ном на правой балке.На валу насажены два центрирующихдиска коробчатой формы 9, причем один из дисков имеет возможность поступательного движения относительно оси вала, 40По периметру диска установлены упоры10, радиальное перемещение которым сообщает гидроцилиндр 11, установленный в распор между диском и диафрагмой 12.Каждый упор соединен шарнирно с диа фрагмой и шатуном 13 и снабжен откидным кронштейном 14, имеющем фиксацию в рабочем (центрирующем наружную 15 и внутреннюю 16 обечайки крепи) и откинутом положении. 50Между наружной и внутренней обечайкой крепи устанавливаются с последующей сваркой распорные ребра 17. На направляющих, связывающих правую и левую балку устройства, установлена сверлильная головка 18 для отверстий под анкеры 19 и сверлильная головка 20 для отверстий под тампонажные пробки. Фрезеровку торцов обечаек производят с помощью фрезерных головок 21, снятие фасок под сварку колец в обсадную крепь - с помощью фрезерной головки 22.Способ изготовления шахтной крепи типа сталь-бетон-сталь заключается в следующей последовательности операций, 65 После вальцовки карт-заготовок их сваривают в наружную 15 и внутреннюю 16обечайки,При поднятом вертикальном вале 4 обеооечайки устанавливают на упоры 10 икронштейны 14, при этом кронштейны нижнего диска находятся в рабочем положении,кронштейны верхнего - в откинутом (см.фиг. 1).После установки обечаек закрываюткронштейны верхнего диска и фиксируютих в рабочем положении, С помощью гидроцилиндра 5 вал укладывают в горизон.тальное положение и закрепляют его под.шипниковый узел 7 в кронштейне 8, Затемгидроцилиндру 11 сообщают рабочий ход,диафрагма 12 вращается относительно дис.ка 9 и через шатуны 13 сообщает радиальное усилие упорам 10, которые совместно еОткидными кронштейнами 14 производятточную центрацию наружной обечайки от.носительно внутренней, одновременно придавая им правильную геометрическую форму цилиндра. Данное положение обечаекфиксируется установкой р аспорных ребер 17.После этого кронштейны обеих дисковприводят в откинутое положение, освобождая торцы крепи для механической обработки фрезерными головками 21 и 22 (см.фиг, 2).Сверление отверстий под анкеры 19 итампонажные отверстия производят сверлильными головками 18 и 20. Кольцо крепи при этом вращают с помощью гидроцилиндра 6.После окончания механической обработки торцов кольца кронштейны нижнего диска опять приводят в рабочее положение,вал 4 поднимают с помощью гидроцилиндра 5 вертикально и готовое кольцо снимают с упоров.Способ возведения шахтной крепи в устьествола может быть различным и зависит отпринятого проекта производства работ.Так, в частности, может быть принят вариант предварительной сварки колец всекции по 2 - 5 штук, заполнение бетономкольцевого пространства может быть произведено до их сварки в обсадную крепь,либо непосредственно на устье ствола помере возведения крепи. Работы по нанесению на крепь антикоррозийного покрытияи спуск крепи в шахтный ствол могут бытьпроизведены любым из способов, разработанных отечественной и зарубежной практикой шахтостроения,Технико-экономическое преимуществопредлагаемого способа возведения шахтной(сталебетонной) крепи перед известнымизаключается в следующем:1. Полученные с помощью предлагаемогоустройства кольца крепи имеют повышенную точность геометрических форм, что примонтаже позволяет получить качественныйсварной шов, обеспечивающий герметичность крепи и необходимую вертикальность шахтного ствола,2. Резко сократится время, необходимое для сооружения шахтного ствола, что в осложненных горногеологических условиях имеет первостепенное значение.3, Возведение шахтной крепи из колец или секций с предварительным их бетонированием :.озволит поставить изготовление крепи нг промышленную основу и максимально автоматизировать предлагаемый способ.Формула изобретения1, Способ изготовления шахтной крепи типа сталь-бетон-сталь, включающий механическую обработку и вальцовку стальных листовых карт-заготовок, сварку нх в цилиндры для наружной и внутренней обечаск, последующую сварку обечаек в обсадные трубы двух диаметров, расположенных одна в другой, центрирование обечаек и их фиксацию и заполнение кольцевого пространства бетоном, отлич ающийся тем, что, с целью повышения точности геометрических размеров обечаек, перед механической обработкой производят центрирование обечаек и их фиксацию в отцентрированном положении,2. Устройство для осуществления способа изготовления крепи типа сталь-бетон- сталь, включающее вал с центрирующимп дисками, внутри которых встроены гидро. цилиндры с упорами, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что упоры имеют жесткую связь между собой в виде диафрагмы, заключенной в центрирующем диске с возможностью вращения относительно его, и снабжены откидными кронштейнами для центрации наруж. ной обечайки, причем кронштейны связаны с упорами шарнирно с возможностью фик. сации в крайних положениях,3. Устройство по п. 2, отл ичаю- ще тем, что каждый откидной кронштейн выполнен в виде гребенки для центрирова ния наружных обечаек различных диаметров.4. Устройство по п, 2, отл и ч а юще с" с я тем, что, по крайней мере, один из цен трирующих дисков установлен с возможно. стью перемещения вдоль оси вала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Булычев Н. С. и Абрамсон Х. И. Крепь вертикальных стволов шахт, М. Недра, 1978, с, 215 - 216.2. Каталог машин для строительства трубопроводов, М. Недра, 1977, с. 108., Лукашова О, Павлова ставитель рректор О, Тюри Авдейчи ед дакт ия, пр. Сапунова Тип Заказ 1994/7 Изд.490 Тираж 626 ПодписноНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5