способ крепления горных выработок

Формула изобретения

Способ крепления горных выработок, включающий возведение в закладочном массиве n-угольной крепи из равновеликих n-элементов по винтовой спирали, установку перед возведением закладочного массива на опорный венец полого направляющего шаблона, повторяющего контуры и размеры выработки в свету, высота которого больше шага закладки, отличающийся тем, что элементы крепи укладывают с наружной поверхности шаблона, после чего вокруг крепи возводят закладочный массив, затем шаблон поднимают на шаг закладки, последовательность действий повторяют до окончания возведения крепи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для крепления вертикальных и наклонных горных выработок, возводимых в закладочном массиве.

Известен способ крепления горных выработок круглого сечения (А.с. № 1696714 А1, МКИ Е21D 11/00, опубл. 07.12.91, бюл. № 45), включающий возведение замкнутой n-угольной крепи из коротких элементов.

Недостатками данного способа являются невозможность совместного силового взаимодействия смежных рам и многооперационность технологии возведения крепи.

Известен также способ крепления горных выработок круглого сечения (А.с. № 1751344 А1, МКИ Е21D 11/14, опубл. 30.07.92. Бюл. № 28), включающий возведение спиральной крепи из равновеликих криволинейных сегментов (элементов), соединенных встык, установку между смежными элементами упругих прокладок для обеспечения податливости крепи.

Недостатками известного способа являются: сложность конструкции крепи, невозможность ее изготовления из наиболее часто используемых крепежных материалов, например из дерева, возможность вывалов породы в выработку из межвиткового пространства, нецелесообразность применения в выработках, возводимых в закладочном массиве.

Известен способ крепления горных выработок, возводимых в закладочном массиве (Патент РФ № 2348810 С1, МПК Е21D 5/00, опубл. 10.03.2009), выбранный в качестве прототипа, включающий возведение в закладочном массиве n-угольной крепи из равновеликих n элементов по винтовой спирали.

Недостатком известного способа является уход выработки от продольной оси за счет смещения смежных витков крепи относительно друг друга в момент возведения закладочного массива.

Задача изобретения - сохранение прямолинейности выработки при возведении крепи.

Указанная задача достигается тем, что в способе крепления горных выработок, включающем возведение в закладочном массиве n-угольной крепи из равновеликих n-элементов по винтовой спирали, установку перед возведением закладочного массива на опорный венец полого направляющего шаблона, повторяющего контуры и размеры выработки в свету, высота которого больше шага закладки, согласно изобретению элементы крепи укладывают с наружной поверхности шаблона, после чего вокруг крепи возводят закладочный массив, затем шаблон поднимают на шаг закладки, последовательность действий повторяют до окончания возведения крепи.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показан закрепленный в потолочине 1 транспортного штрека анкерной крепью 2 опорный венец 3 с установленным на него направляющим шаблоном 4;

на фиг.2 показано секционное возведение n-угольной спиральной крепи 5 вокруг направляющего шаблона на величину, равную шагу закладки - h₃;

на фиг.3 показано соединение элементов крепи 5 скобами 6;

на фиг.4 показано возведение закладочного массива 6 вокруг возведенной крепи на величину, равную шагу закладки - h₃;

на фиг.5 показан разрез вдоль продольной оси возводимой в закладочном массиве секции крепи выработки с перемещаемым направляющим шаблоном на величину, равную шагу закладки h₃.

Способ крепления горных выработок осуществляют следующим образом.

В потолочине 1 над транспортным штреком закрепляют анкерной крепью 2 опорный венец 3, на который устанавливают полый направляющий шаблон 4. Вокруг шаблона по винтовой спирали укладывают элементы 5 n-угольной крепи из равновеликих элементов на величину, равную шагу закладки - h₃. Смежные элементы крепи скрепляют между собой металлическими скобами 6. Затем вокруг возведенной секции крепи выработки возводят закладочный массив 7 на величину, равную шагу закладки. После чего направляющий шаблон поднимают на величину, равную шагу закладки - h₃. В момент возведения закладочного массива шаблон является жесткой опорой крепи и предотвращает смещение смежных витков относительно друг друга. Далее цикл операций повторяют по мере подвигания фронта очистных работ.

Пример конкретного применения способа. В потолочине 1 над транспортным штреком закрепляют опорный венец 3 с помощью анкерной крепи 2 (количество и длина анкеров зависит от физико-механических свойств боковых пород). На опорный венец устанавливают полый направляющий шаблон 4, повторяющий контуры и размеры поперечного сечения выработки в свету, высотой 1,8-2,0 м (1,8-2,0 м - ширина вынимаемой полосы, равная шагу закладки). Начинают вокруг шаблона по винтовой спирали укладывать элементы крепи 5. Если изготовить элементы крепи из деревянного бруса сечением 200 х 200 мм, то количество витков в секции крепи в зависимости от шага закладки будет равным 9, 10. Для обеспечения связи между соседними элементами в витке скрепляют их металлическими скобами или штырями 6 либо предварительно элементы крепи нанизывают на гибкую основу. Вокруг возведенной таким образом секции крепи возводят закладочный массив 7. При помощи лебедки либо другого подъемного устройства направляющий шаблон поднимают вверх. Нижняя часть шаблона остается в возведенной крепи. Цикл операций по возведению крепи повторяют до окончания возведения крепи.

Предложенный способ крепления вертикальных и наклонных горных выработок, возводимых в закладочном массиве, имеет следующее преимущество: сохранение прямолинейности выработки при возведении крепи.