Крепь подводных сооружений

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЮИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и) 6 14227 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(2213аявлено05.04.76 (21) 2343234/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет(43) Опубликовано05.07.78.Бюллетень №25 (45) Дата опубликования описаиия И.ОЬ.Щ (Sl) М. Кл.

Е 2l 0 5/00

Е 21 9 ll/14

Гасударственный комете

Совета Мнннстров СССГ оо делам нзабретеннй н открытий (53) УДК 622.257.4 (088,8) Г. Г Мирзаев (72) Автор изобретения

Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Резолюции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт и (73) Заявитель (54) КРЕПЬ ПОДВОДНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Изобретение относится к горному и строительному делу и может быть использовано при строительстве подводных сооружений н проходке стволов, а также при вскрытии месторождений полезных ископаемых, находящихся в обводненной зоне.

Известны ограждающие и несущие конструкции подводных сооружений, представляющие собой сплошные герметичные строительные конструкции в виде оболочек цилиндрической формы. Эти оболочки возводят из монолитного железобетона или отдельных сборных элементов из стали и грунта (1).

Из-за воздействия больших нагрузок (например, на глубине !00 м подводные сооружения испытывают нагрузку 100т/ме) при строительстве под водой прочностные характеристики крепи должны быть высокими. Ввиду этого для подводных сооружений применяются высокопрочные.и дорогостоящие материалы, что тормозит степень освоения подводных сооружений.

Известна также крель подводных ссюружений, включающая концентрически расположенные герметичные оболочки, состоящие из тюбингов с заполнителем между ними (2).

Эта крепь является наиболее близкой к описываемому йзобретенню.

Однако известная крель многорядна н требует много времени при монтаже. Помимо этого, крепление на больших глубинах обла дает недостаточными несущими способностями и является дорогостоящей конструкцией.

Целью изобретения является снижение материалоемкости.

Цель достигается тем, что в крепи подвод-.

1аиых сооружений между концентрически расположенными оболочками выполнены компенеацнонные пазы, соединенные между собой каналамн.

Это позволяет создавать конструкции для подводных ссюружений на любой глубине без использования сверхпрочных материалов, появляется возможность использовать широко применяемые тюбинги илн облегченные стальные конструкции в более короткий срок.

На чертеже изображена предлагаемая эд крепь.

Крепь подводных сооружений состоит нз вставленных один в другой тюбиигов 1, между которыми имеются герметичные, заполненные водой компенсационные пазы 2, давление

23 в которых уравновешивает внешнюю нагрузку, 61 действующую на крепь. Крепь содержит также гидравлические каналы 3, обеспечивающие нужные давления в компенсационных пазах.

Крепь, работает следующим образом.

Если принять, что подводная часть соору)кений диаметром 5 м собирается из отдельных чугунных тюбингов с несущей способностью 100 т/м, то все сооружение можно разбить на участки высотой 100 м каждый.

Первый верхний участок сооружения в этом случае защищается однородной несущей конструкцией, которая на глубине 100 м испытывает нагрузку, равную 100т/м, т. е. предельную. Следующий участок сооружения защищается двухрядной тюбинговой колонной, причем между внешней поверхностью внутренней тюбинговой колонны и внутренней поверхностью наружной колонны должен быть оставлен зазор, примерно равный 100 — 200мм.

Образованная между двумя тюбинговыми колоннами полость представляет собой кольцевой компенсационный паз первой ступени.

Этот паз в верхней своей части сообщается с внутренней полостью ствола, поэтому максимальное давление здесь также не превышает 100 т/м, т. е. нагрузка на внутреннюю тюбинговую колон14у не превышает расчетной величины.

Однако со стороны внутренней поверхности эти колонны испытывают нагрузку, равную 100т/м2, т. е. часть внешней нагрузки компенсируется за счет давления в компенсационном пазе. Значит и внешняя колонна на глубине 200 м испытывает нагрузку, равную 1ООт/м (не превышающую несущую споообность тюбингов), Следующий, третий участок ствола, защищается уже трехрядной крепыш. Компенсационная полость первой ступени второго участка, также как н на вышележащем участке, с помощью канала соединяется с внутренней полостью сооружения и давление в ней не превышает 100т/м . Компенсационный паз второй ступени второго участка соединяется каналом с компенсационным пазом первой ступени первого участка, т. е. максимальное давление в этом втором наэе составляет 200т/м .

4227

11 а в11 Ill HK)K) поие11х ность TpEтьего уч11(тна и 1ксимально возможная нагрузка составляет 300 т/м, однако, учитывая противодавления в компенсационных пазах. все тюбинги испытывают нагрузку, не превышакпцую их несущую способность. Таким образом, на любой глубине максимальная нагрузка не превышает 100т/м .

Компенсационные пазы первой ступени на всех участках сообщаются с внутренней по1© лостью сооружения, поэтому для надежной работы всего сооружения необходимо следить, чтобы уровень воды в компенсационных пазах не снижался. Для этого необходимо иметьспециальную автоматически действующую систему заливки воды в компенсационные пазы.

М Возведение подводной части ствола можно выполнять методом постепенного погружения.

Для этого с помощью специальной плавающей вышки вначале собирается нижняя донная часть и с помощью системы якорей фиксируетз, ся в нужном положении. В дальнейшем, постепенно наращивая несущую конструкцию сверху и заполняя внутрени1ою ее полость водой, можно постепенно погрузить все сооружение.

Заключительным этапом являются работы по откачке воды иэ внутренней полости подвод35 иой части сооружения.

Формула изобретения

Крепь подводных сооружений, включающая концентрически расположенные герметичные оболочки, состоящие из тюбингов с заполнителем между ними, отличающаяся тем, что, с целью снижения материалоемкости, между оболочками выполнены компенсационные пазы, сое. . диненные между собой каналами.

М Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Маньковский Г. И., Поделяко Л. Г. и др.

Проходка стволов шахт специальными способами в ФРГ и Голландии. М., Госгортехиздат, 19б1, с. 173.

2. Бокий Б. В., Зимин F. A. и др. Проведение и крепление горных выработок. М., «НедраЭ, 1969, с. 138. цНИМПИ аннами Э11П4;ЗО

Тнраж 734 Подннгн<н

Фнлннл ППП <Пагад н в, Ужгород, ул. П1нн лтннн, 4