Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ СОПРЯЖЕНИЙ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ СОПРЯЖЕНИЙ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ СОПРЯЖЕНИЙ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к горному делу, а конкретно к технологии крепления горных выработок в местах их сопряжения. Способ крепления сопряжений горных выработок включает выбор эксплуатационных параметров крепи по ожидаемым нагрузкам с учетом эквивалентного пролета обнажения пород кровли на сопряжении базисной (первой) выработки с ответвляющейся или пересекающей выработкой, взведение усиливающей анкерной крепи, опорных рам с перекрытием и усиление крепи в прилегающих к сопряжению зонах. Длину эквивалентного пролета и прилегающих к сопряжению участков выработок определяют по приведенным математическим выражениям с учетом ширины напрягающихся выработок, угла ответвления или пересечения, величины разрушения углового целика и бокового отжима угля. Задачей изобретения является повышение эффективности и безопасности крепления сопряжений выработок при увеличении глубины разработки и сечения выработок. 5 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2193664
Класс(ы) патента: E21D20/00, E21D11/36
Номер заявки: 2000125115/03
Дата подачи заявки: 04.10.2000
Дата публикации: 27.11.2002
Заявитель(и): ОАО "Кузнецкий научно-исследовательский угольный институт"
Автор(ы): Раскин К.В.; Лидер В.А.; Запреев С.И.; Суховольский С.Н.
Патентообладатель(и): ОАО "Кузнецкий научно-исследовательский угольный институт"
Описание изобретения: Изобретение относится к горному делу, а конкретно к креплению горных выработок в местах их сопряжений.
Сопряжение горных выработок является наиболее сложной и ответственной частью подземных сооружений, испытывающих повышенное горное давление.
В горной практике встречается большое количество различных видов сопряжений горных выработок: прямое сопряжение (примыкание под прямым углом), прямое пересечение, одностороннее косое примыкание, двустороннее косое примыкание, треугольный узел, косое пересечение и др.
Крепь сопряжения возводится с плоским или сводчатым перекрытием. На сопряжении крепь, как правило, усиливается дополнительными стойками и подхватами [1].
Известен способ крепления сопряжения двух горных выработок, закрепленных металлической арочной крепью из спецпрофиля, когда одна из них примыкает к другой под прямым углом [2]. В основной выработке, в зоне сопряжений, по обеим сторонам примыкающей выработки устанавливаются усиленные (сдвоенные) рамы крепи, а в примыкающей выработке, по линии ее сопряжения с основной, устанавливается жесткий верхняк (балка), на котором закрепляются концы специального перекрытия.
Известен способ крепления сопряжений горных выработок, включающий выбор параметров крепи по ожидаемым нагрузкам с учетом эквивалентного пролета обнажения пород кровли на сопряжении выработки (первой) с ответвляющейся или пересекающей ее выработкой, возведение опорных рам с перекрытием и усиление крепи горных выработок анкерной крепью с металлическими подхватами [3].
Недостатком этого способа крепления сопряжений является то, что усиливающая анкерная крепь на сопряжении горных выработок возводится с теми же параметрами, что и в одиночных выработках, в то время как свод естественного равновесия горных пород на сопряжении выработок оказывается выше глубины анкерования, замки анкеров находятся в зоне расслоения горных пород и не выполняют или неполностью выполняют функции усиливающей крепи. К недостаткам известного способа крепления сопряжений горных выработок может быть отнесен и способ определения величины эквивалентного пролета с использованием сложного аппарата расчета.
Цель изобретения: повышение эффективности и безопасности крепления сопряжений горных выработок при увеличении глубины разработки и сечения выработок.
Цель достигается тем, что при креплении сопряжений горных выработок, включающем выбор эксплуатационных параметров крепи по ожидаемым нагрузкам с учетом эквивалентного пролета обнажения пород кровли на сопряжении базисной выработки с ответвляющейся или пересекающей выработкой, возведение усиливающей анкерной крепи, опорных рам с перекрытием, усиление крепи в прилегающих к сопряжению зонах, производят путем установки анкеров глубокого заложения с закреплением их выше зоны расслоения пород или опирают элементы перекрытия арочной или рамной крепи на подвесную балку анкерной крепи, а эквивалентный пролет сопряжения определяют по геометрическим параметрам сопрягающихся выработок и углу их примыкания, при этом эквивалентный пролет сопряжения выработок определяется из выражения

а длину прилегающих к сопряжению участков выработок, испытывающих повышенное горное давление, определяют из следующего выражения:

где a1 и a2 - ширина сопрягающихся выработок, м;
t - величина разрушения углового целика, м;
ψ - - угол примыкания разветвления, пересечения или ответвления выработок, град;
с - расчетная величина бокового отжима на сопряжении выработок, м.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема крепления сопряжения двух выработок по типу прямое пересечение; на фиг.2 - разрез по АА на фиг.1; на фиг.3 изображена схема крепления сопряжения двух выработок по типу односторонее косое примыкание; на фиг.4 и 5 изображена подвесная двутавровая балка с анкерами в 2-х проекциях.
Предлагаемый способ крепления сопряжений горных выработок включает проведение базисной (первой) выработки и последующую разделку сопряжений в местах примыкания, пересечения или разветвления (ответвления) соответствующих горных выработок.
В зависимости от горно-геологических, горно-технических условий и параметров сопрягающих горных выработок принимают наиболее рациональный вид крепления и схему разделки сопряжения. Если условия позволяют, то предпочтение отдают анкерному виду крепления выработок как более экономичному и обеспечивающему более высокие темпы проходки.
Перед разделкой сопряжения при анкерном креплении в базисной выработке и примыкающей к ней или пересекающей ее выработке в базисной выработке производят усиление анкерного крепления путем возведения анкеров глубокого заложения с закреплением их выше зоны расслоения пород. Так, перед разделкой сопряжения базисной выработки 1, закрепленной анкерами 2 с подхватами 3 с пересекающей (в проекте) ее выработкой 4 под прямым углом, между рядами анкеров 2 устанавливают анкеры глубокого заложения 5 с продольными металлическими верхняками (подхватами) 6, располагая их снизу верхняков (подхватов) 3.
Эквивалентный пролет сопряжения выработок определяют из выражения

где а1 и а2 - ширина сопрягающихся выработок, м;
t - величина разрушения углового целика, м;
ψ - угол примыкания, разветвления пересечения или ответвления выработок, град.
При разделке и креплении сопряжений выработок важно знать длину участка сопряжения, испытывающего повышенное горное давление. Длину этих участков определяют из следующего выражения:

где с - расчетная величина бокового отжима на сопряжении выработок, м.
При креплении сопряжений двух горных выработок 7 и 8, закрепленных рамной или арочной крепью с верхняками 9 и 10, балку 11, на которую укладывают верхняки 9 и 10 на стыке выработок (крепления), прикрепляют анкерами 12 к горному массиву. Анкеры 12 устанавливаются друг от друга на таком расстоянии, при котором момент, действующий на балку 11, может быть сведен к минимальному, что позволяет выполнять ее из двутавра меньшего профиля. Анкеры 12 соединяются с балкой 11 посредством замков 13, выполненных подвижными (скользящими) относительно балки 11, которая может быть выполнена по длине составной, что значительно облегчает ее монтаж и доставку. При ψ≤40°t можно принимать 0,5 м.
Крепление сопряжений горных выработок согласно предлагаемому способу обеспечивает повышение надежности работы сопряжений и повышение безопасности работ в период их эксплуатации.
Источники информации
1. Горное дело. Терминологический словарь. - М.: Недра, 1990 г., с.577.
2. А.с. СССР N 1546648, 5 Е 21 D 11/14, 1990 (Крепь сопряжения).
3. Широков А. П., Писляков Б.Г. Расчет и выбор крепи сопряжения горных выработок. - М.: Недра, 1988 г., с.20, 44-50, 74-77 (прототип).
Формула изобретения: Способ крепления сопряжений горных выработок, включающий выбор эксплуатационных параметров крепи по ожидаемым нагрузкам с учетом эквивалентного пролета обнажения пород кровли на сопряжении базисной выработки (первой) с ответвляющейся или пересекающей выработкой, возведение усиливающей анкерной крепи, опорных рам с перекрытием и усиление крепи в прилегающих к сопряжению зонах, отличающийся тем, что эквивалентный пролет сопряжения определяют по геометрическим параметрам сопрягающихся выработок и углу их примыкания из выражения:

а длину прилегающих к сопряжению участков выработок, испытывающих повышенное горное давление, из выражения

где а1 и а2 - ширина сопрягающихся выработок, м;
t - величина разрушения углового целика, м;
ψ - угол примыкания, разветвления, пересечения или ответвления выработок, град;
с - расчетная величина бокового отжима на сопряжении выработок, м;
lэ - длина эквивалентного пролета сопряжения, м.