водонепроницаемое основание бурового шахтного ствола

Формула изобретения

1. ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОЕ ОСНОВАНИЕ БУРОВОГО ШАХТНОГО СТВОЛА, включающее шарнирно установленную на бетонном фундаменте крель с герметичным днищем и кольцо, выполненное из мягкого асфальта и охватывающее нижнюю часть крепи, отличающееся тем, что шарнир между крепью и фундаментом выполнен в виде гидравлического узла, содержащего наполненный гидравлической средой подпятник и коаксиально установленный на крепи нижним торцом на уровне подпятника с образованием герметичной полости стальной цилиндр, причем полость между крепью и цилиндром заполнена гидравлической средой, а граница между фундаментом и кольцом из мягкого асфальта расположена ниже верхнего торца цилиндра.

2. Основание по п.1, отличающееся тем, что подпятник выполнен в виде пустотелой кольцеобразной стальной подушки, наполненной некорродирующей гидравлической средой.

3. Основание по пп.1 и 2, отличающееся тем, что подпятник закреплен на нижнем торце крепи шахтного ствола.

4. Основание по п.1, отличающееся тем, что цилиндр закреплен на крепи, а полость между крепью и цилиндром заполнена некорродирующей гидравлической средой.

5. Основание по пп.1 - 4, отличающееся тем, что полость подпятника и полость между крепью и цилиндром заполнена некорродирующей гидравлической средой, выполненной в виде смеси из молотой извести, мелкозернистого песка и битума.

6. Основание по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено закрепленным на днище железобетонным кольцом, которое размещено под подпятником.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, а более конкретно к конструкции водонепроницаемого основания бурового шахтного ствола.

Известен узел податливости в крепи горной выработки, выполненный, например, из мягкого металла [1].

Известно также водонепроницаемое основание бурового шахтного ствола, включающее шарнирно установленную на бетонном фундаменте крепь с герметичным днищем и кольцо, выполненное из мягкого асфальта и охватывающее нижнюю часть крепи [2].

Указанное основание шахтного ствола выполнено связанным с породой и является чувствительным к процессу несимметричной выемки горной породы в околоствольном пространстве. Нижний конец такой крепи при выемке породы под действием горного давления испытывает несимметричные нагрузки, вызывающие изгиб крепи, в результате чего в крепи появляются механические повреждения и происходит нарушение ее герметичности.

Целью изобретения является повышение надежности работы крепи при односторонних нагрузках в водонасыщенных породах.

Это достигается тем, что в водонепроницаемом основании бурового шахтного ствола, включающем шарнирно установленную на фундаменте крепь с герметичным днищем и кольцо, выполненное из мягкого асфальта и охватывающее нижнюю часть крепи, согласно изобретению шарнир между крепью и фундаментом выполнен в виде гидравлического узла, содержащего наполненный гидравлической средой подпятник и коаксиально установленный на крепи нижним торцом на уровне подпятника с образованием герметичной полости стальной цилиндр, причем полость между крепью и цилиндром заполнена гидравлической средой, а граница между фундаментом и кольцом из мягкого асфальта расположена ниже верхнего торца цилиндра.

Кроме того, подпятник выполнен в виде пустотелой кольцеобразной стальной подушки, наполненной некорродирующей гидравлической средой.

Кроме того, подпятник закреплен на нижнем торце крепи шахтного ствола.

Кроме того, цилиндр закреплен на крепи, а полость между крепью и цилиндром заполнена некорродирующей гидравлической средой.

Кроме того, некорродирующая гидравлическая среда в полости подпятника и в полости между крепью и цилиндром выполнена в виде смеси из молотой извести, мелкозернистого песка и битума.

Кроме того, основание бурового шахтного ствола снабжено закрепленным на днище железобетонным кольцом, которое размещено под подпятником.

На фиг.1-3 изображены последовательные стадии сооружения предложенного шахтного ствола; на фиг.4 - основание шахтного ствола.

Водонепроницаемое основание бурового шахтного ствола содержит буровой шахтной ствол 1, заполненный до его крепления промывочной жидкостью 2, крепь 3, стальной цилиндр 4 с днищем 5 и дополнительным элементом 6 днища. Крепь 3 и стальной цилиндр 4 соединены между собой прицепными элементами 7.

Внутри крепи 3 находится водяной балласт 8, а в шахтном стволе 1 - песок 9 и фундамент 10. Крепь 3 имеет нижний торец 11. Ствол 1 пройден в породе 12 и содержит мягкий асфальт 13.

Основание шахтного ствола включает такие железобетонное кольцо 14 и подпятник 15 с верхней 16 и нижней 17 сторонами и дугообразными участками 18.

Подпятник 15 заполнен гидравлической средой 19. На нижней части крепи закреплен концентрично стальной цилиндр 20, полость между которым и крепью 3 также заполнена гидравлической средой 19.

Сооружают водонепроницаемое основание бурового шахтного ствола следующим образом.

В шахтный ствол 1, заполненный промывочной жидкостью 2, опускают крепь 3 способом "наплаву", т.е. крепь подвешивают на грузоподъемном механизме, чередуя спуск крепи и периодический подлив водяного балласта 8, что позволяет при небольшой грузоподъемности механизма производить спуск крепи практически неограниченного веса. Крепь опускают с днищем 5 и с дополнительным элементом 6 и с закрепленными на ней железобетонным кольцом 14, подпятником 15 и стальным цилиндром 20 (как это изображено на фиг.2).

Когда крепь 3 шахтного ствола достигает определенного конечного положения (далее также фиг.4), буровой шахтный ствол 1 в его нижней части заполняется песком 9, а пространство между песком 9 и днищем 5, пространство вокруг цилиндра 4 и крепи 3 заполняется на высоту 2-5 м от торца 11 крепи 3 бетонной смесью для подводного бетонирования, служащей в качестве фундамента 10, с вытеснением буровой промывочной жидкости 2.

Кольцевое пространство между крепью 3 и породой 12 над фундаментом 10 заполняется мягким асфальтом 13 с вытеснением буровой жидкости 2.

Кольцевой цилиндр 20 простирается от подпятника 15 вдоль участка 21 фундамента 10 на несколько метров в высоту вплоть до кольцевого пространства с мягким асфальтом 13. Верхняя кромка 22 кольцевого цилиндра 20 находится приблизительно на высоте в 1 м над торцовой плоскостью 23 кольцевого участка 21 фундамента 10. Кольцевой цилиндр 20 жестко закреплен на крепи 3, выполнен закрытым со всех сторон (герметичным) и заполнен смесью из молотой извести, мелкозернистого песка и битума. Радиальный размер полости между крепью 3 и цилиндром 20 составляет приблизительно от 100 до 200 мм.

Аксиальный упорный подпятник 15 и кольцевой цилиндр 20 образуют гидравлическое шарнирное соединение для наклона крепи, которое позволяет наклонять крепь 3 шахтного ствола приблизительно на угол величиной 1-2^о относительно фундамента 10 без опасности того, что нагрузки, вызываемые перемещениями в результате наклона, негативно скажутся на водонепроницаемости основания бурового шахтного ствола, так как крепь установлена ее нижним концом на гидравлической подушке и снаружи полностью окружен жидкостью.