Крепь шахтного ствола

СОГОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) . (11) е)5 Е 21 О 5/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРВТОРСКОМ ВИДЕТ ТВУ Изобретение относится к горному делу,Наиболее близкой к предлагаемой являа именно к сооружению вертикальных шах- . ется крепь вертикальной горной выработки,тных:стволов в сложнтых торно-геологиче- состоящая из железобетонной несущей обоских и техничесКих условиях, лочки, податливого слоя, выполненного вИзвестна крепь вертикальной горной, виде ослабленного вертикальными канала-; Двыработки, включающая несущую оболочку . ми на всю высоту крепи и внешней обоЛоч-, ф,из железобетона, а между контуром выра- кй оскуществля)тощей связь между крепыш иботки и несущей оболочкой из железобето- . стенками выработки,на установлены эластичные баллоны, Недостатком известной крепи являетсябкенные предохранительными клапана- малая надежность ввиду того, что при даженезначительном разрушении ребер жесткости пррстранстаа между каналами) раару- . нртНедостатками этой крепи является .шенная порода скапливается в нижнейсложность изготовления и поддержания в части канала, тем самым уменьшая податлирабочем состоянии эластичных оболочек вкостькомпенсационногослоя,втожевремяпри больших сроках эксплуатации шахтных в верхней части из-за удаления части породстволов (в течение нескольких десятков:лет) получается излишняя (против расчетной) по-и отсутствиесвязи между стенками выра-. датливосгь;что создаетнеравномерную на-ботки и бетонным стаканом крепи; что сни- грузку на крепь и снижает ее общуюжает несущую способность крепи и, работоспособность, Кроме того, при разрунадежность эксплуатации. шении ребер жесткости практически нару-,(71) Институт горного дела СО АН СССР(56) Авторское свидетельство СССРМп 1368438, кл, Е 21 О 5/11, 1985,(57) Изобретение относится к горному делуа именно к сооружению вертикальных шахтных стволов. Сущность изобретения: крепьсостоит из железобетонной оболочки, из 2компенсациойной 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 эамондличена в защитном массиве породы. Крепь может снабжаться анкерными стержнями, защемленными в закрепном массиве и соединенными с элементами. 6 ил.шается связь между стенками выработки и вспененным податливым материалом илинесущей оболочкой железобетонной крепи, же на каркасе могут быть смонтированы затак как всем весом железобетонная оболоч- ранее изготовленные блоки заданной форка будетстремиться вниз,что резко снижэ- мы из вспененного материала, а затемет надежность работы крепи, особенно при 5 произведено заполненйе заопалубочногобольших глубинах ствола; пространства бетоном с образованием каЦелью изобретения является повыше- налов блоками из вспененных материалов,ние надекности эксплуатации крепи. Размеры и объем пустот 3 определяютсяПоставленная цель достигается тем, что необходимой податливостью (смещением)крепь снабжена заполнением вертикаль 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 крайнейнена из металлических элементов, зэщем- мере в три раза меньше прочности несущейленных в несущей и внешней оболочках, а железобетонной оболочки 1металлические элементы ребер жесткости 15 Часть ребер жесткости выполнена извцпог нены из вертикальных листов, Кроме листов 8, толщина которых рассчитываетсятого; металлические злементы 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 Ребра жесткости могут быть выполненысткости устайовлены по винтовой линии,в виде швеллерного илидвутаврового сече- .схватывающей несущую оболочку, частьний 11 (фиг, 4) с замоноличиванием полок вкаждого металлического элемента ребра несущей 1 и внешней 5 оболочках с исполькесткости замоноличена в защитном масси- зованием стенок 12 в каналах 3 компенсэве. Кроме того, крепь снабжена анкерными 25 ционнойоболочки 2 в виде ребер жесткости;,стержнями; защемленными в закрепленном При равномерном горном давлении ме массивеи 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 железобетоннуюсхема 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 горныхфиг, 3 - то же, после смещения окружающих породах могут быть выполнены местные вы. горных пород (сдавливание шахтного ство- емки 13(фиг. 5); заполненные бетоном 14, в. ла);нафиг.4-металлйяескоереброжестко которыхзамоноличена часть 10 ребер 8 жЕсти из проката двутэврового сечения; . сткости,пример выполнения; на фиг. 5 - закрепле-Для обеспечения технологичности устание металлического ребра жесткости в вы-новки металлических ребер жесткости пеемке породного контура шахтного ствола, ред бетонированием для повышения:.,пример выполнения; на фиг. 6- крепление 40 сцепления крепи с контуром ствола шахтыметаллического ребра жесткости со стерж- во вмещающих горных породах могут бытьнем в шпуре, пример выполнения: пробурены шпуры 15 (фиг, 6), в которых усКрепь шахтного ствола состоит из танавливаются стержни 16(анкеры) жестконесущей железобетонной оболочки 1 (фиг,соединенные (приваренные) с металличе. 1), компенсационной оболочки 2 с каналами 45 скими ребрами 8 жесткости,3, заполненными вспененным податливымКрепь 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 породнййРебра 7 жесткости между каналами 3 50 диаметр ствола, Крепь может работать привыполнены из бе она и по меньшей мере . равномерном уменьшении сечения вырачэстьизних выполнена излистовогометал-. ботки (равномерном горном давлении), алэ 8 (фиг, 1-3),одна сторона 9 которых за- также прй неравномерном распределениикРеплена и зэмоноличена в несущей горного давления, т.е. когда смещения разкелезобетонной оболочке 1, другая проти личны по направлениям в сечениях.воположная сторона 10 ребер жесткости за- Деформации бетонной оболочки 5 (фиг.креплена и замоноличенэ во внешней 1-3), взаимодействующей с вмещающимибетонной оболочке 5, горными породами 6, передаются на комКаналы 3 могут изготовляться пустооб-пенсациойную оболочку 2 с каналами 3, Когразователями с обязательным заполнением: да давление превысит допустимоенапряжение для ребер 7 жесткости, они начнут разрушатьСя, спрессовывая вспененный материал 4 в каналах 3. Приэтом 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, сминая 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 запаскомпенсации, 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 аналогична.Фо р мул а и Эоб рете н и я 1, Крепь шахтного 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 надежностиэксплуатации, крепь снабжена наполнителем вертикальных каналов из податливоговспененного материала, а часть ребер жес 5 ткости вьполнена из металлических элементов, защемленных в несущей и внешнейоболочках.2, Крепь по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что металлическиеэлементы ребер же 10 сткости выполнены из вертикальных лис.тов.3, Креп ь по п.1, о т л и ч а ю.щ а я с я тем,ч 1 о металлические элементы ребер жесткости выполнены в виде стоек швеллерного15 сечения,4, Крепьпоп 3 отличающаясятем, что стойки выполнены двухтавровогосечения.20 5. Крепь по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю 1 ц а яс я тем, что металлические элементы ребержесткости установленыпо винтовой линии,охватывающей несущую оболочку,б, Крепь по пп,1-4, о т л и ч а ю щ Э я с я,25(тем, что часть каждого металлическогоэлемента ребра жесткости замоноличейа взащитном массиве.7. Креп ь по пп. 1-5, о т л и ч а ю щ а я с я.тем, что она снабжена анкерными стержня 30 ми,. защемленными в закрепленном массиве и жестко соединенйыми сметаллическими элементами ребер жесткости,1747704.,Составитель Л,Черепенкина Редактор Е,Копна Техред М,Моргентал Корректор С,черн аказ 2484: . Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5льский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 1роизводственно