Опора для охраны горных выработок

Опора для охраны горных выработок

Реферат

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в качестве охранных конструкций подготовительных выработок, расположенных на больших глубинах и в слабых породах, склонных к пучению почвы. Техническим результатом является создание податливой охранной конструкции, податливостью которой можно управлять, и увеличение срока службы подготовительных выработок. Сущность: опора выполнена в виде сотоблока и содержит решетчатые слои одинаковой высоты, скрепленные прокладками. Ячейки решеток в пределах одного слоя выполнены равными. Сотоблок установлен под арочной крепью. Он снабжен металлическим лежнем, расположенным на верхнем его слое, и заключен в обойму. Обойма равна по длине шагу установки крепи, а ячейки решеток каждого верхнего слоя имеют меньший размер по отношению к размеру ячеек нижнего слоя. 3 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в качестве охранных конструкций подготовительных выработок, расположенных на больших глубинах и в слабых породах, склонных к пучению почвы.

Известен способ проведения подготовительных выработок в след за лавой с применением шарнирных арок, установленных на деревянных кострах. С обеих сторон штрека на всю мощность пласта выкладываются широкие деревянные костры, заполненные породой. Костры выкладываются из мягкого податливого дерева, так как они предназначены для обеспечения равномерного оседания арок крепи и породных слоев кровли, без вмешательства персонала, причем сопротивление костров возрастает по мере их усадки. Благодаря широкому основанию костры распределяют давление на почву и препятствуют неконтролируемому вдавливанию крепи в почву, даже если она представлена мягкими породами. За деревянными кострами выкладываются бутовые полосы. Так как костры более податливы, чем возведенные рядом с ними бутовые полосы, они позволяют избежать концентрации нагрузок на контуре штрека. Ножки арок устанавливаются на прочные продольные лежни, уложенные на костры. Таким образом, поскольку арки располагаются полностью в породах кровли, они оседают синхронно с ними и испытывают умеренные нагрузки [Пятый международный горный конгресс. - М.: Недра, 1968, с.214-217].

Недостатком данного способа является то, что в конце отработки первой лавы костры полностью разрушаются и крепь более не в состоянии, не деформируясь, выдерживать дополнительные нагрузки, создаваемые второй лавой.

Известна опора для охраны горных выработок, принятая за прототип, выполненная в виде параллелепипеда, отличающаяся тем, что с целью повышения эффективности охраны выработок путем улучшения деформационно-силовой характеристики опоры опора имеет вид сотоблока, состоящего из решетчатых слоев одинаковой высоты, скрепленных между собой прокладками, причем ячейки решеток в пределах одного слоя выполнены равными, а в сменных слоях - уменьшающимися к середине сотоблока по его высоте [А. С. 1671873, кл. Е 21 D 11/08, 1989].

Недостатком опоры является то, что данная конструкция не приспособлена для восприятия сосредоточенной силы и при малых размерах может расползаться.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно создать податливую охранную конструкцию, податливостью которой можно управлять и способную увеличить срок службы подготовительных выработок, расположенных на больших глубинах в слабых породах, склонных к пучению почвы.

Задача решается тем, что опора для охраны горных выработок, выполненная в виде сотоблока, содержит решетчатые слои одинаковой высоты, скрепленные прокладками, причем ячейки решеток в пределах одного слоя выполнены равными, согласно изобретению сотоблок установлен под арочной крепью, снабжен металлическим лежнем, расположенным на верхнем его слое и заключен в обойму длиной, равной шагу установки крепи, а ячейки решеток каждого верхнего слоя имеют меньший размер по отношению к размеру ячеек нижнего слоя.

Это решение позволит увеличить срок службы подготовительной выработки за счет применения искусственной податливой конструкции, несущей способностью которой можно управлять в зависимости от горно-геологических условий.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид арочной крепи, установленной на охранную опору; на фиг.2 - конструкция сотоблока, установленного в обойму; на фиг.3 - разрез А-А.

На чертежах 1- охранная опора; 2 - арочная крепь; 3 - металлический лежень; 4 - обойма; 5 - решетчатые слои; 6 - прокладки; 7 - ячейки решеток.

Охранная опора 1 включает сотоблок, состоящий из решетчатых слоев 5, скрепленных прокладками 6, с ячейками решеток 7 одинаковой формы и размеров в пределах слоя, металлический лежень 3 и обойму 4.

При проведении подготовительной выработки охранную опору 1 устанавливают на почву выработок с обеих сторон. Арочную крепь 2 устанавливают на металлический лежень 3, который расположен на верхнем слое 5 сотоблока и служит для равномерного распределения напряжений по всей площади сотоблока. Сам сотоблок состоит из решетчатых слоев 5, которые изготавливаются из твердого материала, например асбестобетона. Сотоблок собирают в такой последовательности, чтобы ячейки решеток 7 каждого верхнего слоя 5 имели меньший размер по отношению к размеру ячеек решеток 7 нижнего слоя 5. При появлении критических напряжений в массиве ячейки решеток 7 нижнего слоя 5 будут ломаться в первую очередь, так как они имеют больший размер. Такой порядок сборки опоры 1 позволит обеспечить равномерное оседание арок крепи и породных рлоев кровли. Для увеличения устойчивости охранной опоры 1 сотоблок помещают в обойму 4, изготовленную из материала, имеющего более высокую прочность, чем сотоблок, например, из железобетона. Длина L обоймы 2 равна шагу установки крепи. Также обойма служит для предотвращения смещения слоев 5 сотоблока при воздействии на опору горного давления.

Предложенное решение позволит увеличить срок службы подготовительных выработок, расположенных на больших глубинах и в слабых вмещающих породах, склонных к пучению, так как, изменяя количество слоев и размер ячеек сотоблока, можно управлять податливостью охранной конструкции в зависимости от горно-геологических условий.

Формула изобретения

Опора для охраны горных выработок, выполненная в виде сотоблока, содержащая решетчатые слои одинаковой высоты, скрепленные прокладками, причем ячейки решеток в пределах одного слоя выполнены равными, отличающаяся тем, что сотоблок установлен под арочной крепью, снабжен металлическим лежнем, расположенным на верхнем его слое, и заключен в обойму длиной, равной шагу установки крепи, а ячейки решеток каждого верхнего слоя имеют меньший размер по отношению к размеру ячеек нижнего слоя.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3