Результат интеллектуальной деятельности: ТЮБИНГ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ШАХТНЫХ СТВОЛОВ

Изобретение относится к горнодобывающим отраслям промышленности и предназначено для крепления капитальных горных выработок, преимущественно глубоких вертикальных шахтных стволов, в сложных горно-геологических и гидрогеологических условиях.

Известен тюбинг для креплений шахтных стволов, выполненный в виде сегмента с цилиндрическими наружной и внутренней стенками, соединенными между собой вертикальным и промежуточными контурными ребрами, причем в стенках выполнены монтажные отверстия для соединения тюбингов в крепь (патент РФ №1647142 по кл. E21D 5/04 от 7.05.1991 г.)

Недостатком данного тюбинга является относительно низкая несущая способность крепи при эксплуатации тюбингового кольца на больших глубинах, вызванная недостаточной прочностью конструкции, в частности, из-за наличия между стенками свободного пространства.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является тюбинг для крепления шахтных стволов, выполненный в виде сегмента из двух концентрически расположенных спинок, соединенных между собой ребрами жесткости, образуя полости между спинками, с возможностью обеспечения заливки полостей бетоном (Н.С. Булычев, X.И. Абрамсон. Крепь вертикальных стволов шахт. М.: Недра, 1978, С. 176-177, 206-209).

Недостатком данного тюбинга является относительно низкая несущая способность крепи при эксплуатации тюбингового кольца на больших глубинах, вызванная неравнопрочностью конструкции, возможностью разрушения спинок, а также сложная технология сборки тюбингов при возведении тюбингового кольца.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении равнопрочности конструкции тюбинга, эксплуатационной надежности, повышении технологичности сборки тюбинга в тюбинговое кольцо и улучшении условий равномерного распределения бетонной смеси по всем полостям между спинками тюбинга.

Поставленная задача решается за счет того, что тюбинг для крепления шахтных стволов выполнен в виде сегмента из двух концентрических спинок, соединенных между собой опорно-столбчатыми элементами, равномерно расположенными между спинками, при этом на спинках выполнены отверстия для проведения контрольного тампонажа и для нагнетания бетонной смеси между спинками, а в опорно-столбчатых элементах и в приливах радиальных фланцев выполнены отверстия для установки стержней с клиновой затяжкой и под штифты при монтаже тюбингов в кольцо.

На фиг. 1 представлен тюбинг для крепления шахтных стволов (вид спереди).

На фиг. 2 - тюбинг для крепления шахтных стволов (вид сзади).

Тюбинг для крепления шахтных стволов выполнен в виде сегмента, включающего в себя оконтуривающие радиальные 1, круговые 2 внутренние фланцы, ребро жесткости 3, образующее внутренние круговые кессоны, а также концентрически расположенные спинки 4 и 5, соединенные между собой опорно-столбчатыми элементами 6, равномерно расположенным по поверхности спинок 4 и 5 сегмента. На наружной поверхности спинки 5 выполняется система круговых 7 и радиальных 8 наружных ребер жесткости, образующих ярусы, равномерно усиливающие конструкцию тюбинга. Во фланцах 1 и 2 предусмотрены болтовые отверстия 9, предназначенные для крепления тюбингов при сборке в тюбинговое кольцо. На спинках 4 и 5 выполнено отверстие 10 для проведения контрольного тампонажа и для нагнетания бетонной смеси между спинками 4 и 5. По центральному сечению на стыке спинки 4 с круговым фланцем 2 выполнен угловой прилив с отверстием 12 для контроля уровня заполнения бетонной смеси между спинками 4 и 5 и для нагнетания бетонной смеси в полости между спинками при сборке тюбинговых колец. В центральной части нижнего кессона на стыке кругового фланца 2 и спинки 4 выполнено наклонное заливочное отверстие 11 для бетонирования при монтаже крепи. На стыке спинки 4 с радиальными фланцами 1 выполнены два монтажных отверстия 13. В опорно-столбчатых элементах 6 выполнены отверстия 14 для установки клиновых стяжек (на чертеже условно не показаны) с целью обеспечения плотного примыкания и надежной гидроизоляции между соединяемыми тюбингами в кольце. В нижних частях радиальных фланцев 1 предусмотрены приливы 15 с отверстиями под штифты 16, предназначенные для обеспечения сохранения точности сборки тюбингового кольца.

Тюбинг выполнен в виде единой металлической литой конструкции.

Наличие опорно-столбчатых элементов, расположенных между спинками сегмента, обеспечивают равномерную передачу горного и гидростатического давления на обе спинки тюбинга, что повышает эксплуатационную надежность при работе собранного кольца из сегментов на глубинах до 1000 метров и более, а выполнение технологических отверстий для специальных работ и отверстий в опорно-столбчатых элементах упрощает технологию сборки и повышает ремонтоспособность тюбингового кольца из тюбингов заявленной конструкции.