Спосіб тимчасового кріплення слабких порід та пристрій для його здійснення

Изобретение относится, в основном, к подземным горным работам и предназначено для временного крепления забоя, кровли и боков выработок при проведении их в слабых породах. Может быть использовано также при ведении открытых горных работ для временного крепления бортов траншеи, стенок котлованов и др. Известна крепь горной выработки, включающая верхняк с затяжками, горизонтальный, наклонный и соединительные элементы, выполненные с пазами и выемками, подкладки, крепежные элементы [1]. Способ возведения известной крепи включает установку и соединение стоек и затяжку досками с помощью крепежных элементов [1]. Недостатком известных устройств и способа является их высокая стоимость, обусловленная сложностью конструкции, включающей большое число элементов, подлежащих соединению, а также ненадежность крепления из-за неплотного прилегания крепи к стенкам выработки. Кроме того, существует сложность обеспечения техники безопасности при реализации указанного способа в стесненных подземных условиях при наличии неустойчивых горных пород. Известно устройство для крепления выработок большого сечения в слабых породах, которое состоит из расстрелов, установленных перпендикулярно оси выработки и деревянных затяжек или щитов, которые перекрывают забой, опираясь на расстрелы, раскрепленные между собой стойками. Недостатком известного устройства является его высокая стоимость, обусловленная наличием большого числа элементов, подлежащих соединению [2]. Способ возведения известной крепи включает разработку забоя ярусами сверху вниз, причем, каждый ярус разрабатывают заходками от центра выработки. После выемки породы в каждой заходке забой ее крепят деревянным щитом, а для его удержания устанавливают распорки, которые упираются, с одной стороны, в щиты, с другой - в расстрелы либо в постоянную крепь выработки. Разработка породы и установка временной крепи производится последовательно во всех ярусах аналогично изложенному. После подвигания забоя на ширину постоянной крепи производят монтаж очередного кольца чугунной или железо-бетонной обделки [2]. Недостатками указанного способа является высокая стоимость работ из-за большого числа операций по установке, креплению и соединению єлементов устройства, недостаточная надежность вследствие неплотного прилегания крепи к стенкам из-за жесткости конструкции, сложность обеспечения техники базопасности при проведении работ в стесненных подземных условия х при наличии неустойчивых горных пород. Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является усовершенствование известного объекта: способа временного крепления слабых пород, включающего перекрытие пород забоя щитами. В данный объект вносятся усовершенствования: предварительно закрепляют массив пород забоя анкерами, а затем удерживают массив пород за счет распорного усилия между щитами и забоем, что позволяет получить технический результат: повышение производительности, надежности и уменьшение затрат на крепление. Повышение производительности, надежности и уменьшение затрат на крепление реализуется предварительным закреплением массива пород анкерами, что препятствуе т расслоению пород, с последующим удержанием их за счет создания распорного усилил между щитами и породой, уменьшения операций по сборке, установке и демонтажу устройства. Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является усовершенствование известного объекта: устройства для временного крепления слабых пород, включающего щиты и элементы крепления. В данный объект вносятся усовершенствования: устройство снабжено модулями, выполненными в виде мягкой оболочки с отверстиями, расположенными симметрично ее вертикальной оси, а щиты выполнены в виде перекрывающего элемента с отверстиями, соосными отверстиям модуля, в которых размещены элементы крепления в виде анкеров, что позволяет получить технический результат: повышение надежности и уменьшение затрат на крепление, которое достигается за счет упрощения конструкции, многоразовости ее использования, сокращения материалоемкости. Повышение надежности крепления слабых пород реализуется снабжением устройства модулями, выполненными в виде мягкой (надувной) оболочки с отверстиями, расположенными симметрично ее вертикальной оси, причем, щиты выполнены в виде перекрывающего элемента с отверстиями, соосными отверстиями модуля, в которых размещены элементы крепления в виде анкеров. При этом давление сжатого воздуха в полости оболочки создает начальный распор крепи, что обеспечивает плотное прилегание оболочки к неровностям породы и препятствует возможному сдвижению пород. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображено устройство для осуществления способа временного крепления слабых пород (вид сбоку); на фиг. 2 - вид на выработку по ее оси. Устройство для временного крепления слабых пород включает щит 1 с отверстиями 2, модуль 3 (мягкую оболочку) с отверстием 4, расположенным симметрично ее вертикальной оси, в котором размещены элемента крепления в виде анкеров 5, предварительно закрепленных в массиве горных пород 7. Щит 1 удерживается на анкере 5 крепежными элементами 6. Способ временного крепления слабых горных пород осуществляется следующим образом. По окончании выемки заходки на глубину, равн ую ширине обделки (как правило 0,75-1,0 м), для установки крепи производится углубление шпура в массиве горных пород 7 и в шпур устанавливается анкер 5 так, чтобы его несущая часть находилась за линией, по которой может происходить сползание горных пород. Затем на свободные концы анкеров 5 навешивают мягкие оболочки 3 через отверстия 4, а через отверстие 2 навешивают щиты 1 и фиксируют устройство крепежными элементами 6. После этого в мягкую оболочку 3 подается сжатый воздух, вследствие чего создается распорное усилие между щитами 1, массивом горных пород 7, которое удерживает породы от обрушения. Возможно применение анкера, который ввинчивается, вдавливается или забивается в породу без предварительно пробуренного шпура. В этом случае при демонтаже устройства анкер из массива пород не извлекается. Разработку начинают с центральной заходки верхнего яруса. Последующие заходки в ярусы разрабатываются по обе стороны от центральной. Нижерасположенные ярусы разрабатываются в такой же последовательности. Демонтаж крепи ведут в обратной последовательности. Из мягких оболочек 3 выпускают воздух, снимают крепежные элементы 6, щиты 1. После разработки очередной заходки устанавливают анкер и вновь собирают устройство.