Комбинированная крепь шахтного ствола

Комбинированная крепь шахтного ствола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к строительству шахтных стволов в сложных гидрогеологических условиях с применением способа замораживания горных пород. Целью является обеспечение надежности работы крепи в условиях переслаивания водоносных с водоупорными породами, а также обеспечение работоспособности узла 5 податливости после тампонажных работ. Крепь включает телескопическую тюбинговую ко и (Л со ГС 00 го ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Е21 D5 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф(Fð у. я g д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ИЬ 1ИОТЕИА

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 И

15 15 10

11 б

Щ

7 га (21) 3984965/22-03 (22) 02.12.85 (46) 07.07.87. Бюл. № 25 (75) А. В. Топорков, А. Д. Мишедченко и О. П. Борисов (53) 622.283.65 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 977685, кл. Е 21 В 17/08, 1982.

Лось И. Ф.. Клеев И. В., Бергер Б. Б. и Мишедченко А. Д. Основные технические решения проекта сооружения стволов Яковлевского рудника. — Шахтное строительство.

1981. № 4, с. 8 — 14, рис. 4..SU,» 1321822 А1 (54) КОМБИНИРОВАННАЯ КРЕПЬ ШАХТНОГО СТВОЛА (57) Изобретение относится к строительству шахтных стволов в сложных гидрогео. логических условиях с применением способа замораживания горных пород. Целью является обеспечение надежности работы крепи в условиях переслаивания водоносных с водоупорными породами, а также обеспечение работоспособности узла 5 податливости после тампонажных работ. Крепь включает телескопическую тюбинговук ко1321822 лонну, состоящую из тюбинговых колец 2, 4, 6. С внешней стороны колец 2 расположен бетонный слой 3 и размещенный под телескопическим соединением узел 5 податливости. Он выполнен из охватывающего слой

7 податливого материала кольцевого элемента в виде обоймы 8 с верхней конической частью. Обойма 8 размещена с возможностью герметичного примыкания к элментам колонны. Между кольцами 4 и 6 размещен уплотнительный элемент 10, в зоне которого размещены клапаны 17 предель1

Изобретение относится к строительству шахтных стволов в сложных гидрогеологических условиях с применением способа замораживания горных пород.

Целью изобретения является обеспечение надежности работы крепи в условиях переслаивания водоносных с водоупорными породами, а также обеспечение работоспособности узла податливости после тампонажных работ.

На чертеже изображена комбинированная крепь шахтного ствола.

Комбинированная крепь шахтного ствола составляет собой телескопическую тюбинговую колонну, размещенную в выработке 1 и включающую тюбинговые кольца 21 (тюбинги), бетон 3 с внешней стороны тюбингов 2, верхнее кольцо 4 (тюбинги) вертикального узла 5 подталивости, нижнее кольцо 6 (тюбинги) узла 5 податливости, слой 7 податливого материала, заключенного в сталебетонную обойму 8 (кольцевой элемент), опирающуюся на тюбинговые кольца 2 и 4. Для равномерной передачи давления от тюбингов 4 на слой 7 податливого материала предусмотрен бетонный буфер 9. Между тюбинговыми кольцами 4 и 6 помещается резиновый уплотнитель 10, опирающийся на выступ 11 тюбинга 6. Конусообразная форма бетонного буфера 9 с заострением в верхней части позволяет прн осадке тюбингов 4 увеличивать плотность гидроизоляции стыка тюбингов 4 и 6, преграждая доступ гидростатичоского давления к слою уплотнителя 10. Существенной преградой гидростатическому давлению является сталебетонная обойма 8, особенно как водопреграда, в период оттаивания педопородного ограждения и при тампонаже, когда цементный раствор с талой водой под давлением насыщает слой 7 податливого материала, уменьшая его податливость.

Предлагаемая комбинированная крепь с узлом податливости работает следующим образом.

40 ного давления. Кольца 6 выполнены с выступами 11. Через пробуренные скважины тампонируют оттаявший слой горных пород

Тампонаж выполняется вокруг слоя 7. В процессе водопонижения кольцо 4 скользит по выступу 11 вдоль обоймы 8 и выдавливает материал слоя 7. Разгерметизация крепи предотвращается клапаном 17, что позволяет выполнять стенки обоймы 8 из материала, хорошо работающего на сжатие, но обладающего малой прочностью на растяжение. 1 ил.

После оттаивания на глубину до 1 м внутренней зоны 12 ледопородного ограждения

13, сформированного с помощью замораживающих колонок 14 в массиве горных пород

15, вывинчивают из тюбингов 2 пробки 16, бурят скважины (не показаны) через бетонный сло" 3, через которые тампонируют оттаявший слой 12 горных пород под давлением 2 — 8 МПа. Пробки 16 в тюбингах 2 вывинчивают таким образом, чтобы тампонаж выполнялся за пределами обоймы 8 вокруг податливого материала 7. После отверждения тампонажного раствора оттаивают оставшуюся часть ледопородного ограждения 13 и осуществляют ликвидационный тампонаж (за пределами обоймы 8).

При осадке пород 15 в процессе водопонижения тюбинг 4 скользит по выступу 11 тюбинга 6 вдоль обоймы 8, раздавливая материал 7, одновременно сжимая воздух, находящийся внутри обоймы 8. При этом герметичность примыканий обоймы 8 к тюбингам

2 и 4, ослабленная в период тампонажа при температуре около 0 С ввиду малых давлений, в дальнейшем при повышении температуры увеличивается с ростом давлений

В этих условиях возрастает роль клапана

17 предельного давления. Если сжатому воздуху, находящемуся в обойме 8, не дать выход, то под влиянием больших вертикаьных нагрузок он может разгерметизировать крепь. Для устранения этого крепь в зоне уплотнительного элемента 10 снабжена клапаном 17 предельного давления, помещенного на трубке 18. Клапан 17 предельного давления рассчитан таким образом, чтобы в стенках обоймы 8 образовывались только напряжения сжатия, т.е. внутренние давления в обойме 8 должны быть меньше внешних давлений на него. Это позволяет стенки обоймы 8 выполнять из материала, хорошо работающего на сжатие, но обладающего малой прочностью на растяжение, например из бетона, чугуна и т.п.

Размещением узла податливости в зоне, почвы 19 пласта водоупорных пород на кон1321822

Формула изобретения

Составитель А. Королев

Редактор И. Шулла Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 2730/22 Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 такте с водоносными породами 20 создаются для узла максимально благоприятные условия работы с защитой его от обводнения.

Комбинированная крепь шахтного ствола. содержащая телескопическую тюбинговую колонну с уплотнительным элементом, внешний бетонный слой и размещенный под тел скопическим соединением узел подталивости, включающий слой податливого материала и охватывающий его кольцевой элемент, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения надежности работы крепи в условиях переслаивания водоносных с водоупорными породами, а также обеспечение работоспособности узла подталивости после тампонажных работ, кольцевой элемент выполнен в виде обоймы с верхней конической частью и размещен с возможностью герметичного примыкания к элементам телескопической тюбинговой колонны, причем узел

10 податливости снабжен клапанами предельного давления, размещенными в зоне уплотнительного элемента.