Способ защиты сопряжений шахтных стволов с выработками от горного давления

Способ защиты сопряжений шахтных стволов с выработками от горного давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 ((9) SU ((() (51) 4 Е 21 D 5/11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ug Re

1-U ) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3906656/22-03 (22) 23.04.85 (46) 23.01.88. Бюл. В 3 (71) Украинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) И. А. Южанин, В. А. Дрибан и С. Б. Кулибаба (53) 622.28.04(088 ° 8) (56) Мике Э. Сопряжение стволов с вьгработками околоствольного двора и их развитие до современного состояния.Глюкауф. 1980, В 16, с. 33-35.

Заславский Ю. 3., Мостков В. М.

Крепление подземных сооружений. M.:

Недра, 1979, с. 138-142. (54)(57) СПОСОБ ЗАЩИТЫ СОПРЯЖЕНИЙ

ШАХТНЫХ CTBOJIOB С ВЫРАБОТКАМИ ОТ

ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ, включающий возведение внешнего податливого и внутреннего слоев крепи, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения наиболее эффективного взаимодействия крепи с горными породами, внепгний слой крепи выполняют из эластичных баллонов, снабженных предохранительными клапанами, при этом клапаны настраивают на давление, не превышающее несущей способности внутреннего слоя крепи, а толщину баллонов д определяют из условия где U, — относительное смещение пород на контуре ствола;

R8 — внешний радиус крепи ствола.

1368438 где

40 о

2 sin 30

1 — sin 30

4 G (Р + К ctpf)+ о о

2 (2 0,8 0,025 1000 + 1 ct 30 ) (1 — sin 30 ) о — 0,0468

О 2/2

4 2080 (0,5 + 1 ctg 30 ) д- 0,0468 400

1 — 0,0468

Изобретение относится к горному ! делу, в частности к сооружению,сопряжений шахтных стволов с выработками. (Цель изобретения — повышение на5 дежности путем обеспечения наиболее эффективного взаимодействия крепи с горными породами.

На чертеже дана схема, поясняющая способ. 10

В районе сопряжения ствола с вьгработками после обнажения пород на длине заходки бетонирования устанавливают сетку с крупной ячейкой 1 на анкерах 2, причем концы анкеров при 15 этом должны выступать за контур сетки на толщину эластичньгх баллонов.

Затем монтируют эластичные баллоны

3, прикрепляя их к анкерами сетке с помощью хомутов. После этого наве 20 шивают на концы анкеров вторую сетку с мелкой ячейкой 4 и бетонируют заходку 5 обычным способом. При возведении сборной крепи (тюбинги) вторую сетку не применяют.

Несущую способность крепи определяют расчетным путем в зависимости от горно-геологических условий с учетом податливого слоя, Настройку предохранительных клапанов баллонов про- 30 изводят на давление, несколько меньшее (в пределах 5 ) несущей способности .внутреннего жесткого слоя крепи. Величину податливого слоя (т.е. фактически толщину 0" баллонов, так как последние при увеличении давления пород будут сокращать свою толщину в пределе до нуля) определяют из условия

Uo 1 д

1-Uo

Смещение пород Uo oна контуре ствола определяют по результатам экспериментальных исследований, либо аналитическим способом, например по формуле

45..2.

4 (КУ ХН )+К ct о ) (1- sin ) о 2

Толщина баллонов составит (при

Rs = 400 см) 1 - коэффициент„ равный

2 sinÐ

1-sing ,Р— угол внутреннего трения пород;

К вЂ” коэффициент концентрации напряжений в районе сопряжений; - коэффициент бокового распора пород; ,Р— объемный вес пород;

Н - глубина расположения сопряжения ствола с выработками;

К - сцепление пород;

G — модуль сдвига пород;

Р— отпор крепи. Значение Kg опредепяют экспериментальным или расчетным путем. Величины, характеризующие физико-механические свойства пород для конкретных условий А,,1, Р и G определяются по результатам испытаний пород или из справочной литературы.

Пример. Расчет толщины баллонов, Сопряжение шахтного ствола с вьгработками расположено на глубине

1000 м в аргиллитах, характеризующихся следующими данными: К-1 ИПа (сучетом коэффициента структурного ослабления); о = 30, С = 2080 МПа (определено через Е = 5 ГПа и,Р -= 0,2); = 0,025 ИН/м . Коэффициент концентрации напряжений K> = 2 (по данным

ВНИИИ). Несущая способность жесткого слоя крепи Р = 0,5 ИПа. Коэффициент бокового распора, определенный согласно Руководству по проектированию подземных горных выработок и расчету крепи", составляет Я = 0,8.

Коэффициент

Относительное смещение пород на контуре ствола равно

Применение предложенного способа защиты сопряжений обеспечивает наиболее эффективное взаимодействие крепи с боковыми породами, так как при достижении на каком-либо участке кре1368

Составитель В. Пьянов

Редактор В. Данко Техред М.Дидык Корректор М. Демчик

Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 210/29

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проект а оектная 4 пи величины горного давления, равной величине настройки предохранительного клапана, последний сработает, часть жидкости стравится и объем баллона уменьшится, Тем самым в районе сопряжения ствола с выработками будут отсутствовать концентрации горного давления, а давление на внутренний слой крепи не превысит величины 10

438

4 ее несущей способности до полного сокращения объема баллонов. Таким образом, наружный слой, обладая податливостью в радиальном и вертикальном направлениях, в то же время будет создавать значительный отпор боковым породам, что позволит уменьшить толщину внутреннего слоя крепи.