КРЕПЬ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ

Полезная модель относится к горному делу, в частности к креплению подземных горных выработок, штолен, тоннелей и др.
Известна крепь горных выработок (см. авторское свидетельство СССР №1682579, МПК 7 E 21 D 11/00), выполненная из полос армированных металлической сеткой бетонной крепи, швы между которыми заделываются методом набрызга бетонной смеси.
Такая крепь может быть использована только в крепких породах с большой несущей способностью окружающего крепь породного массива.
Известна крепь горных выработок в слабом или насыпном породном массиве, включающая металлическую крепь по контуру выработки, покрывающий ее слой бетонной крепи, образованный нагнетанием бетона в зазор между опалубкой и контуром выработки (см. авторское свидетельство СССР №1555501, МПК 7 E 21 D 11/00).
К недостаткам известной крепи следует отнести нерациональное размещение металлической крепи в слое бетона по контуру выработки, т.к. при наличии растягивающих напряжений при изгибе верхней части крепи влияние металлической крепи в качестве армирующего элемента практически исключается, что приводит к необходимости увеличения слоя бетона.
Установленные на большом расстоянии друг от друга элементы металлической крепи в средней (вертикальной) части как армирующие элементы менее эффективны по сравнению с большим количеством стержней малого сечения в сетке и наружной поверхности крепи.
Задачей заявляемой полезной модели является увеличение несущей способности металлобетонной крепи при уменьшении металлоемкости.
Указанная задача достигается тем, что в крепи горной выработки, включающей слой бетонной крепи, армированный покрытыми затяжкой рамами металлической арочной крепи со стойками и верхняками, согласно
заявляемому изобретению вертикальные стойки металлической крепи расположены у внутренней поверхности бетонной крепи, а верхняя точка верхняка расположена у наружной поверхности бетонной крепи, причем у внутренней поверхности криволинейной части и у наружной поверхности вертикальной части бетонной крепи установлены дополнительные армирующие сетки, не связанные между собой.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 показано сечение крепи горной выработки; на фиг.2 показана эпюра изгибающих моментов на внутренней поверхности крепи.
Крепь горной выработки состоит из покрытой сетчатой затяжкой 1 металлической арочной крепи из спецпрофиля с узлами сопряжения 2 между стойками 3 и верхняками 4, расположенными соответственно у внутренней поверхности вертикальной части и у наружной поверхности верхней криволинейной части бетонной крепи 5. Дополнительные армирующие сетки 6 и 7, не связанные между собой, установлены соответственно у внутренней поверхности криволинейной части и у наружной поверхности вертикальной части бетонной крепи 5.
Крепь устанавливается следующим образом. В выработке, с некоторым зазором от бортов и вплотную к верхней точке, устанавливают рамы металлической арочной крепи с узлами сопряжения 2 между стойками 3 и верхняками 4 и закрепляют на них сетчатую затяжку 1.
Затем на некотором расстоянии от забоя на рамах арочной крепи устанавливают дополнительные армирующие сетки 7 у бортов выработки и подвешивают дополнительную армирующую сетку 6 под верхняками 4.
При этом верхние концы дополнительных армирующих сеток 7 располагаются выше нижних концов дополнительных армирующих сеток 6 (практически выше и ниже узлов сопряжении 2).
Опалубку (на чертеже не показана) для возведения бетонной крепи 5 устанавливают таким образом, что ее поверхность располагается на незначительном расстоянии от стоек 3 и дополнительной армирующей сетки 6.
и
В соответствии с эпюрой напряжений в крепи горной выработки максимальные изгибающие моменты М возникают в середине вертикальных и криволинейных верхних частях крепи с нулевыми значениями в зоне между концами дополнительных армирующих сеток 6 и 7 и узлов сопряжении 2, стоек 3 и верхняков 4 арочной металлической крепи, причем максимальные растягивающие напряжения возникают только в армирующих сетках 6 и 7, что позволяет уменьшить размер спецпрофиля и количество рам крепи, увеличить несущую способность крепи.