Спосіб закріплення основних підготовчих виробок з нестійкими породами у підошві

Изобретение относится к горному делу и м.5. использовано для поддержания выработок. Цель - снижение затрат на поддержание выработок. После установки арок 1 в почве выработки формируют выемку (В) 4 тре Изобретение относится к горной пропромышленности, в частности к креплению и поддержанию выработок с неустойчивыми породами почвы. Известен способ поддержания выработок с неустойчивыми почвами, заключающийся в укреплении подошвы различными конструкциями анкерной крепи, когда в подошве бурят шпуры, глубиной до 2,5 м, в которых устанавливают распорные или безраспорные неталх^ические анкеры, укрепляющие породу почвы. К недостаткам этого способа необходимо отнести неудовлетворительное сцепление неустойчивых пород с анкерами, значительную трудоемкость их 43-01 угольной формы в поперечном сечении. У стенок выработки оставляют одинаковые по ширине горизонтальные участки (ГУ). Затем произподят крепление В 4. Для этого в ней укладывают затяжки и делители 6 с лезвиями 7, Лежни (Л) 8 скрепляют в центральной части В 4 с делителями 6 узлами 9, а со стойками-шарнирами 10. Смежные Л 8 соединяют между собой продольными распорками. Предпочтительнее затяжки и продольные распорки располагать в центре Б 4. Под действием горного давления породы разрезаются делителями 6 и перемещаются вдоль Л 8 к ГУ, где за счет установки Л 8 над почвой выработки образуются в местах ГУ разгрузочные окна, из которых порода извлекается. 2 я.п.ф-лы, 2 ил. установки. При этом поднятие подошвы не устраняется, а только замедляется в 1,5-2 раза, что не исключает большого объема работ по подрывке и перекреплению выработок. Известен способ, приведенный в конструкции замкнутой крепи с элементами управления деформирующимися породами В почве незакрепленной выработки проходят канаву, затем перекрывают ее плоской опорной плитой с центральным прямоугольным отверстием. ПІнм рина канавы принимается равной ширине отверстия в плите. На опорной плите возводят боковые и верхние сегменты крепи. Породы подошвы выдавливаются в канаву, а через отверстие з И)9 УПП в плоском перекрытии - в выработку. По мере необходимости порода удаляется ручным или механизированным способом Однако известный способ имеет следующие недостатки. Породы почвы деформируются по всей ширине выработки, хотя п с различной интенсивностью. Горизонтальное же давление их в пап- j равленни канавы может оказаться затруднительным. В то же время поднятие породы у боков выработки приведет к разрушению плоского перекрытия крепи. Осевое расположение окон в опор- ; пых плитах исключает размещение трлнспортиого пути. Не решен вопрос водоотлива, затруднена механизированная погрузка выдавленных в выработку пород. Реализация способа предпопага- 20 ет низкую скорость проходки яыработок. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ поддержания подготовительных выработок с 25 неустойчивыми почвами с помощью замкнутых стальных крепей с уменьшенным обратным сводом (когда соотношение высоты свода к пролету пыработки составляет 1/4 - 1/6), включающий установку криволинейных лежней, боковых и верхнего сегментоп крепи. Известный способ имеет ряд недостатков . Горная практика показыпает, 35 что применение замкнутых кропсії зачастую не позволяет поддерживать выработку в течение срока службы с заданными проектными размерами. Разрушаются лежни крепи, породы почвы выдавливаются внутрь выработок, что и приводит к большим затратам труда и средств па их ремонт или перекреп \ сегментамиS способ отличается от известного няпичием ряда элементов управления неустойчивыми породами почвы. Пройденная в почве выемка крепится с оставлением у бокои выработки разгрузочных окон, куда при значительном горном' давлении может выдавливаться некоторый объем i e устойчивых пород, r не разрушая крепь и транспортный путь выработки. Известен способ поддержания присечных выработок с неустойчивой почвой ( где подошпу просека устраивают наклонной с установкой на ней лежня, имеющего обратный уклон в сторону лавы с целью направить неустойчивые породы почвы в выработанное пространство. Однако вектор перемещения пород п о ч н ы в системе охраны выработки типа "цолпк-просек-лавя" уже в результате геометрии распределения эпюр опорного давления, а точнее по причине неравномерного напряженного состояния пород вокруг просека, будет направлен в сторону выработанного пространства . В предлагаемом способе при чрезмерном горном давлении для управления породами почвы предусмотрены специальный делитель с лезвием, формы выемки в почве, устройство и параметры злементоп крепи подошвы, позволяющие разделить выпирающий снизу вертикальный "поток" устойчивых пород для их направленного движения в разгрузочные окна. Наличие некоторого объема в ; , о-ы на дне почвенной» выемки способствует подвижности лород, Па фнг.1 показано поперечное сечение подготовительной выработки со схемой замкчутон крепи - элементами с управления неустойчивыми породами Целъ изобретения - снижение затрат почвы, общий вид; на 0мг.2 - устройпа поддержание выработок путем примество для осуществления способа, нения замкнутої! крепи с элементами і I подготовительной выработке с » управления породами почвы. определенным шагом крепи возводят тиЦель достигается тем, что в изповую (5) ярку f (ограниченно-податвестном способе поддержания нырабо 50 ливую, в зависимости от горногеологиток с неустойчивой почвой несущая ческих угловал) с наклонными стойкаспособность известных крепей и, в ми. Угол наклона стоек к горизонту частности, их пологих лежи e t все г да f ^0 . Стоики устанавливают на опорные должны быть выше сил горного дарпеСлитки 2, конструкция и размеры кония со стороны почвы . Сопоставим Р Л Ь торых предотвращают их вдавливание з ші' аняпиз с прототипом показывает, .іі подошпу. Стойки снабжены также сгерочто наряду с рядом общих признаков, ром 1, расположенным примерно на а именно необходимость крепить вырауровне головки рельс. ботку лежнями , боковыми и пермпши 5 1693928 Под защитной аркой в почве проходят выемку 4 треугольной формы с оставлением горизонтальних участков по краям подошвы. Пси симметрии выемки и выработки совпадают» Глубина выем - 5 ки составляет четверть ширины выработки "в проходке", на уровне подошвы. Линия наклона граней выемки пересекают стойки арки на уровне балластного слоя (0,2 м выше уровня почвы), 4^ что с учетом глубины выемки определяют величину угла наклона граней ее к горизонту, равного 32-33°. Затем производят крепление выемки; на дно укладывают затяжку 5, делитель 5^ 6 с направленным в почву лезвием 7 (длина его равна шагу крепи), лежни 0, соединяемые с делителем с помощью узлов 9, а со стойками арки - шарнир20 ными узлами 10. Продольную устойчивость лежнец обеспечивают укладкой распорных элементов и связей 11. Жесткие клинья 12 между породным контуром и стойками передают усилия распора в лежнях на арку и боковые породы 25 13. Выемку заполняют забойной породой 14 (или путевым бетоном). По середине подошвы выработки настилают откаточный путь (коноейер) 15 и водоводную канавку 16 (при типе рельс Зо РЗЗ суммарная ширина их составляет около 2 м ) . У боков выработки между лежнями оставляют разгрузочные окна 17. Здесь 35 лежни не перекрываются затяжкой распорками и связями. Осеснмметрично . расположенные откаточный путь (конвейер) , водоотводная канавка и проход для людей защищены всеми крепеж^Q ными элементами выемок. При поднятии почвы делитель с лезвиями разделяют' выпирающий снизу вертикальный "поток" неустойчивых пород. При этом лезап. и правая наклонные. . с ветви потока обтекают затяжку п направлении разгрузочных окон. На контакте с медленно движущимися породами почвы затяжка должна обладать незначительным коэффициентом трения. тч. Для удобства зачистки этой породы механизмами лежни присоединены к стойким арки примерно на уровне головки рельс. В результате выпуска пород параметры напряженного состояния массива вблизи крепи понижается, что предопределят снижение деформации пород и нагрузок на элементы крепи. С целью предотвращения песимметрич пых вертикальных подвижек лежней в случае неравномерного поднятия почвы на каждой стойке арки предусмотрен стопор, усилия срета которого выше силы, определяющей несущую способность лежней крепи. Благодаря наклонному расположению лежней крепи силы горного давления со стороны почвы распределяются по известному закону. Тогда интенсивность нагрузок (р), вызывающих в лежнях изгибающие моменты и сжимающие усилия (Т), определяются по соответствующим ЗЛ.БИСИМОСЯТЇ р = О/ COS 2 ®, Т = q sin2®/2, где q - интенсивность горного давления со стороны подошвы выработки. При 0 - 32!.5СТ около 45% нагрузок на несущие элементы, защищающие подошву - лежни, будут сжимающими , что позволяет оффектнзиее использовать материал горной крепи. Операции по зачистке пород в зоне разгрузочных окон можно планировать во времени и выполнять с применением соответствующих машин и (или) механизмов, используя транспортF b e средства, эксплуатируемые в подfi держиваемой выработке (путь, конвейер, в т.ч. подвесной, монорельсовая дорога с контейнерами, локомотивы, вагонетки„ расположенные осесимметричноХ. Возведение сначала типовой арки, как части замкнутой крепи, а затем под ее защитой - крепежных элеменТ О В П О Д О Ш В Ы повышает безопасность работ и скорость сооружения выработки , С учетом угла наклона стойки арки к горизонту (80°), гпубпны виемки j , высоты балластного слоя (тротуара), ширины пути и водоотводной канавки определяем угол наклона 0 для то- ( бого поперечного сечения выработки, закрепленного данной крепыо; 1693028 0= nrctg(B,ipt 0.ft)/(215 - 0 , U ) , град, а также плошадь сечения в плаке разгрузочного окна: п = (-«• (П) Ь), где В, В лр соответственно ширина выработки "в свету" и ширина выработки "в проходке" на уровне подошвы S M; ТІ - шаг крепи, м; 15 b - ширина полки лежня,м. Предлагаемый способ поддержания основных подготовительных выработок со слабыми неустойчивыми породами почвы снижает затраты на поддержание выработок и позволяет получить экономический эффект. Существенно снижается также трудоемкость на ремонт. О мирование п почве выработки выемки, возведение арок и установку соединенных со стойками арок между собой в центральной частії выработки лежней, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения затрат на поддержание выработок, выемку в поперечном сечении выполняют треугольной формы и оставляют у стенок выработки одинаковые по ширине горизонтальные участки для образования разгрузочных окон, после чего і выемке укладывают затяжз ки, а затем производят соединение лежней D центральной части выработки и дополнительно между собой по ее длине, при этом для соединения лежней в центральной части выработки используют делители с лезвиями, а дополнительно между собой - продольные распорки. 2, Способ по и•\І о т л и ч а ющ и и с я тем, что затяжки и продольФ о р м у л а и з о б р е т е н и я 25 ные распорки устанавливают в центральной части выемки. 3. Способ по л.1, о т л и ч а ю1. Способ поддержания основных щ и и с л тем, что выемку формируют подготовительных выработок с неустойпосле установки арок, чивыми породами почвы, включающий фор Фиг.1 1f I t I/5'. Фиг 2 Редактор Л,Лашкова Составитель Л.Береэкина Техред Л*Олийнык Корректор Н.Ревская Чаказ А192/ЛСП Тираж Подписное ВШШПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва s Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г . Ужгород, ул. Гагарина, 101