кольцевая секционная крепь (варианты)

Формула изобретения

1. Кольцевая секционная крепь для крепления выработки в породе, содержащая несущие кольцевые секции с одинарной наружной стенкой, кольцевыми фланцами с отверстиями в каждом, опорные силовые и соединительные стержневые резьбовые элементы, отличающаяся тем, что опорные силовые элементы секций выполнены в виде множества пересекающихся равномерно распределенных спиральных и кольцевых ребер, скрепленных с наружной стенкой и кольцевыми фланцами, с расположением спиральных ребер с углами их наклона к образующим наружной стенки 15-35, спиральные и кольцевые ребра опорных силовых элементов, кольцевые фланцы и наружная стенка образованы из слоев соответственно ориентированных в них армирующих лент из однонаправленных нитей при расположении лент в наружной стенке под углами наклона к ее образующим 70-88, выполненных из стекло-, базальто- или углеволокон или комбинации из них, линейной плотностью 330-2500 текс, и полимерного эпоксисодержащего связующего в объемном соотношении в пределах от 1:0,2 до 1:0,5 и приведенной поверхностной плотности материала 25-55 кг/м².

2. Крепь по п.1, отличающаяся тем, что армирующие ленты кольцевых фланцев оплетены поперечными нитями, перекрещивающимися с их однонаправленными нитями.

3. Крепь по п.1 или 2, отличающаяся тем, что армирующие ленты наружной стенки и кольцевых ребер секций оплетены поперечными нитями, перекрещивающимися с их однонаправленными нитями.

4. Крепь по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что наружная стенка выполнена со слоем лент из стеклоткани или базальтовой ткани.

5. Крепь по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что спиральные и кольцевые ребра опорных силовых элементов выполнены в объемном соотношении от 1:0,5 до 1:0,1.

6. Крепь по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что опорные силовые элементы и наружная стенка выполнены в объемном соотношении от 1:1 до 1:0,3.

7. Крепь по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность наружной стенки и ребра облицованы слоем лент из токопроводящих нитей, например, углеродных, или термопластичных, наполненных сажей.

8. Крепь по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности несущих кольцевых секций нанесено лакокрасочное покрытие с токопроводящими свойствами.

9. Крепь по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что, по крайней мере, на одном из торцов кольцевых фланцев выполнена кольцевая канавка с размещенным в ней кольцевым уплотнительным элементом.

10. Крепь по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что в осевых отверстиях кольцевого фланца одной секции установлены осевые, симметрично расположенные, по меньшей мере, два фиксатора, а в кольцевом фланце другой, состыкованной с ней, секции выполнены соосно расположенные с ними посадочные гнезда.

11. Крепь по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что наружная поверхность наружных стенок секций облицована слоем материала с антифрикционными свойствами, например, полиуретана или фторопласта.

12. Крепь по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что в ячейках между ребрами опорных силовых элементов секций и на ребрах нанесен облицовочный слой упругоэластичного материала типа резины или полиуретана.

13. Кольцевая секционная крепь для крепления выработки, содержащая несущие кольцевые секции с одинарной наружной стенкой, кольцевыми фланцами с отверстиями в каждом, опорные силовые и соединительные резьбовые элементы, отличающаяся тем, что опорные силовые элементы секций выполнены в виде множества пересекающихся равномерно распределенных спиральных, кольцевых и продольных ребер, скрепленных с наружной стенкой и кольцевыми фланцами, с расположением спиральных ребер с углами их наклона к образующим наружной стенки 15-35, спиральные, кольцевые и продольные ребра опорных силовых элементов, кольцевые фланцы и наружная стенка образованы из слоев соответственно ориентированных в них армирующих лент из однонаправленных нитей при расположении лент в наружной стенке под углами наклона к ее образующим 70-88, выполненных из стекло-, базальто- или углеволокон или комбинации из них, линейной плотностью 330-2500 текс, и полимерного эпоксисодержащего связующего в объемном соотношении в пределах от 1:0,2 до 1:0,5 и приведенной поверхностной плотности материала 25-55 кг/м².

14. Крепь по п.13, отличающаяся тем, что армирующие ленты кольцевых фланцев оплетены поперечными нитями, перекрещивающимися с их однонаправленными нитями.

15. Крепь по п.13 или 14, отличающаяся тем, что армирующие ленты наружной стенки и кольцевых ребер секций оплетены поперечными нитями, перекрещивающимися с их однонаправленными нитями.

16. Крепь по любому из пп.13-15, отличающаяся тем, что наружная стенка выполнена со слоем лент из кордной стеклоткани или базальтовой ткани.

17. Крепь по любому из пп.13-16, отличающаяся тем, что спиральные, кольцевые и продольные ребра опорных силовых элементов выполнены в объемном соотношении от 1:0,5:0,2 до 1:0,1:0,05.

18. Крепь по любому из пп.13-17, отличающаяся тем, что опорные силовые элементы и наружная стенка с кольцевыми фланцами выполнены в объемном соотношении от 1:1 до 1:0,3.

19. Крепь по любому из пп.13-18, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность наружной стенки, ребра силовых элементов облицованы слоем лент из токопроводящих нитей, например, углеродных, или термопластичных, наполненных сажей.

20. Крепь по любому из пп.13-18, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности несущих кольцевых секций нанесено лакокрасочное покрытие с токопроводящими свойствами.

21. Крепь по любому из пп.13-20, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, на торце одного из кольцевых фланцев секций выполнена кольцевая канавка с размещенным в ней кольцевым уплотнительным элементом.

22. Крепь по любому из пп.13-21, отличающаяся тем, что в осевых отверстиях кольцевого фланца, по меньшей мере, одной из секций установлены осевые, симметрично расположенные, два фиксатора, а в кольцевом фланце другой, состыкованной с ней, секции соосно расположенные с ними посадочные гнезда.

23. Крепь по любому из пп.13-22, отличающаяся тем, что наружная поверхность наружных стенок секций облицована слоем материала с антифрикционными свойствами, например, полиуретана или фторопласта.

24. Крепь по любому из пп.13-23, отличающаяся тем, что в ячейках между ребрами опорных силовых элементов секций и на ребрах нанесен облицовочный слой упругоэластичного материала типа резины или полиуретана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к креплению горных выработок в процессе продавливания, разрушения и удаления породы и может быть использовано в устройствах, применяемых для этих целей, в частности в кольцевой секционной крепи.

К кольцевой секционной крепи предъявляются повышенные требования по обеспечению ею высокой жесткости, прочности и надежности крепления тоннелей, безопасности использования, минимизации затрат на ее производство и установку продвижением по месту монтажа. Аналогичные требования предъявляются и к соединительным элементам.

Известна композиционная секционная крепь для крепления выработки в породе, содержащая несущие кольцевые секции с одинарной наружной стенкой, кольцевыми фланцами с отверстиями в каждом, опорные силовые и соединительные стержневые резьбовые элементы (авторское свидетельство СССР №1460297, МПК⁴ E 21 D 11/08, 1989 г.), выбранная в качестве ближайшего аналога, принятая за прототип.

Известна тюбинговая крепь с грузонесущими ребрами (патент РФ №2105152, МПК⁶ E 21 D 5/04, 1998 г.).

Известен комбинированный тюбинг и способ его изготовления (патент РФ №2107166, МПК⁶ E 21 D 11/04,1998 г.).

Известна тюбинговая крепь с различной модификацией профиля ребер жесткости (патенты США №5295764, НКИ 405-151, 1991 г., №4585371, №3859802, НКИ 405-152, 1973 г.).

Известна тюбинговая крепь (заявка ЕПВ №0089772 А1, МПК³ E 21 D 11/00, 1983 г., №0335500 А1, МПК⁴ E 21 D 11/08, 1989 г., №0234762 А1, МПК⁴ E 21 D 11/08, 1987 г.).

Известна конструкция тюбинговой крепи для тоннельной обделки с использованием ребристой обшивки из волокнита (патент Японии №3028890 В₂, МПК⁷ E 21 D 11/08, ИСМ, выпуск 63, №7, с. 10).

В тюбинговой крепи (патент РФ №2173388, МПК⁷ Е 21 D 11/08, 2001 г.), состоящей из набора колец, образованных из тюбинговых блоков, предусмотрены продольные каналы для заполнения их твердеющей массой, а элемент шахтной крепи (патент РФ №2168637, МПК⁷ E 21 D 11/04, 2001 г.) может быть выполнен с использованием стеклоткани.

В распорном стыке тюбинговой крепи (патент РФ №1259023, МПК⁴ E 21 D 11/08, 1986 г.) использован фиксирующий элемент, выполненный из материала, обладающего свойством памяти формы при повышенной температуре.

В тюбинговой крепи с продавливанием колец (патент США №4112696, НКИ 405-145, 1977 г.) использованы средства для их фиксации.

Как следует из уровня техники, кольцевая секционная крепь имеет различные конструктивные модификации, приспособленные под различные породы, с использованием стыковых соединений, обеспечивающих их монтаж. К общим недостаткам известной крепи следует отнести использование в ней металла, что утяжеляет составные части крепи, увеличивает трудоемкость их монтажа. Кроме того, металлическая крепь подвержена воздействию коррозии и, следовательно, ее ослаблению и снижению надежности. Для преодоления этих недостатков требуется нанесение дорогостоящих антикоррозионных покрытий на металлической основе.

Основной задачей изобретения является создание кольцевой секционной крепи с использованием композиционного материала на основе армирующих нитей и полимерного связующего, минимальной массы.

Техническим результатом от использования изобретения является получение кольцевой секционной крепи, эффективной в применении, сокращение сроков монтажных работ, удобство обслуживания.

Основная задача решена, и технический результат достигнут за счет создания кольцевой секционной крепи с принципиально новыми композитными структурами армирующего материала, его распределения по заданным направлениям двумя вариантами на основе новой концепции.

Для этого в кольцевой секционной крепи для крепления выработки в породе, содержащей несущие кольцевые секции с одинарной наружной стенкой, кольцевыми фланцами с отверстиями в каждом, опорные силовые и соединительные стержневые резьбовые элементы, опорные силовые элементы секций выполнены в виде множества пересекающихся равномерно распределенных спиральных и кольцевых ребер, скрепленных с наружной стенкой и кольцевыми фланцами, с расположением спиральных ребер с углами их наклона к образующим наружной стенки 15-35, спиральные и кольцевые ребра опорных силовых элементов, кольцевые фланцы и наружная стенка образованы из слоев соответственно ориентированных в них армирующих лент из однонаправленных нитей при расположении лент в наружной стенке под углами наклона к ее образующим 70-88, выполненных из стекло-, базальто- или углеволокон, или комбинации из них, линейной плотностью 330-2500 текс, и полимерного эпоксисодержащего связующего в объемном соотношении в пределах от 1:0,2 до 1:0,5 и приведенной поверхностной плотности материала 25-55 кг/м² (1-й вариант).

Во 2-м варианте кольцевой секционной крепи опорные силовые элементы секций выполнены в виде множества пересекающихся равномерно распределенных спиральных, кольцевых и продольных ребер, скрепленных с наружной стенкой и кольцевыми фланцами, с расположением спиральных ребер с углами наклона к образующим наружной стенки 15-35, спиральные, кольцевые и продольные ребра опорных силовых элементов, кольцевые фланцы и наружная стенка образованы из слоев соответственно ориентированных в них армирующих лент из однонаправленных нитей при расположении лент в наружной стенке под углами наклона к ее образующим 70-88, выполненных из стекло-, базальто- или углеволокон, или комбинации из них, линейной плотностью 330-2500 текс, и полимерного эпоксисодержащего связующего в объемном соотношении в пределах от 1:0,2 до 1:0,5 и приведенной поверхностной плотности материала 25-55 кг/м².

В 1-м и во 2-м вариантах кольцевой секционной крепи армирующие ленты кольцевых фланцев могут быть оплетены поперечными нитями, перекрещивающимися с их однонаправленными нитями; наружная стенка может быть выполнена со слоями лент из стекло-, базальто- или углеткани; внутренняя поверхность наружной стенки и ребра могут быть облицованы слоем лент из токопроводящих нитей, например углеродных или термопластичных, наполненных сажей, или нанесено лакокрасочное покрытие с токопроводящими свойствами; по крайней мере на одном из торцов кольцевых фланцев может быть выполнена кольцевая канавка с размещенным в ней кольцевым уплотнительным элементом; в осевых отверстиях кольцевого фланца одной секции могут быть установлены по меньшей мере два фиксатора, а в кольцевом фланце другой, состыкованной с ней, секции выполнены расположенные соосно с ними посадочные гнезда; наружная поверхность наружных стенок секций может быть облицована слоем материала с антифрикционными свойствами, например полиуретана или фторопласта; в ячейках между ребрами опорных силовых элементов секций и на ребрах может быть нанесен облицовочный слой упругоэластичного материала типа резины или полиуретана.

В 1-м варианте кольцевой секционной крепи спиральные и кольцевые ребра опорных силовых элементов могут быть выполнены в объемном соотношении от 1:0,5 до 1:0,1; опорные силовые элементы и наружная стенка с кольцевыми фланцами могут быть выполнены в объемном соотношении от 1:1 до 1:0,3.

Во 2-м варианте спиральные, кольцевые и продольные ребра опорных силовых элементов могут быть выполнены в объемном соотношении от 1:0,5:0,2 до 1:0,1:0,05; опорные силовые элементы и наружная стенка с кольцевыми фланцами могут быть выполнены в объемном соотношении от 1:1 до 1:0,3.

Отличительными особенностями кольцевой секционной крепи 1-го варианта являются следующие признаки:

- выполнение опорных силовых элементов секций в виде множества пересекающихся равномерно распределенных спиральных и кольцевых ребер;

- скрепление спиральных и кольцевых ребер с наружной стенкой;

- скрепление спиральных ребер с кольцевыми фланцами;

- расположение спиральных ребер с углами наклона к образующим наружной стенки 15-35;

- образование спирального и кольцевого ребер опорных силовых элементов, кольцевых фланцев и наружной стенки из слоев соответственно ориентированных в них армирующих лент из однонаправленных нитей;

- расположение лент в наружной стенке под углами наклона к ее образующим 70-88;

- выполнение лент из стекло-, базальто- или углеволокон, или комбинации из них, линейной плотностью 330-2500 текс;

- использование полимерного эпоксисодержащего связующего;

- объемное соотношение армирующих лент и полимерного связующего в пределах 1:0,2-1:0,5, приведенная поверхностная плотность материала 25-55 кг/м²;

- объемное соотношение спиральных и кольцевых ребер опорных силовых элементов в пределах от 1:0,5 до 1:0,1;

- объемное соотношение опорных силовых элементов и наружной стенки с кольцевыми фланцами 1:1-1:0,3.

Отличительными особенностями кольцевой секционной крепи 2-го варианта являются следующие признаки:

- выполнение опорных силовых элементов секций в виде множества пересекающихся равномерно распределенных спиральных, кольцевых и продольных ребер;

- скрепление опорных силовых ребер с наружной стенкой;

- скрепление спиральных и продольных ребер с кольцевыми фланцами;

- расположение спиральных ребер с углами наклона к образующим наружной стенки 15-35;

- образование спиральных, кольцевых и продольных ребер, кольцевых фланцев и наружной стенки из слоев соответственно ориентированных в них армирующих лент из однонаправленных нитей;

- расположение лент в наружной стенке под углами наклона к ее образующим 70-88;

- выполнение армирующих лент из однонаправленных нитей из стекло-, базальто- или углеволокон, или комбинации из них, линейной плотностью 330-2500 текс;

- использование полимерного эпоксисодержащего связующего;

- объемное соотношение армирующих лент и полимерного связующего в пределах 1:0,2 -1:0,5, приведенная поверхностная плотность материала 25-55 кг/м²;

- объемное соотношение спиральных, кольцевых и продольных ребер в пределах от 1:0,5:0,2 до 1:0,1:0,05;

- объемное соотношение опорных силовых элементов и наружной стенки с кольцевыми фланцами 1:1-1:0,3.

Другими общими отличительными особенностями кольцевой секционной крепи 1-го и 2-го вариантов являются признаки:

- оплетение армирующих лент кольцевых фланцев поперечными нитями, пересекающимися с их однонаправленными нитями;

- оплетение армирующих лент наружной стенки и кольцевых ребер поперечными нитями, перекрещивающимися с их однонаправленными нитями;

- наличие в наружной стенке слоев лент из стекло-, базальто- или углеткани;

- облицовка внутренней поверхности наружной стенки, ребер слоем лент из токопроводящих нитей, например углеродных или термопластичных, наполненных сажей;

- лакокрасочное покрытие с токопроводящими свойствами на внутренней поверхности несущих кольцевых секций;

- выполнение кольцевой канавки на одном из торцов кольцевого фланца и размещение в ней кольцевого уплотнительного элемента;

- установка в осевых отверстиях кольцевого фланца одной секции осевых, симметрично расположенных, по меньшей мере двух фиксаторов, а в кольцевом фланце другой, состыкованной с ней, выполнение посадочных гнезд, соосно расположенных с ними;

- облицовочный слой материала с антифрикционными свойствами, например полиуретана или фторопласта, на наружной поверхности наружной стенки секций;

- облицовочный слой упругоэластичного материала типа резины или полиуретана в ячейках между ребрами и на ребрах.

Указанные отличительные особенности кольцевой секционной крепи являются существенными признаками, так как каждый из них в отдельности и совместно направлен на решение поставленной задачи и достижение нового технического результата.

Наличие спиральных перекрещивающихся ребер с кольцевыми (вариант 1) или спиральных перекрещивающихся ребер с кольцевыми и продольными (вариант 2) при расположении спиральных перекрещивающихся ребер под углами 15-35 к образующим секций позволяет создать опорные силовые элементы для восприятия и передачи осевых нагрузок при воздействии на секции, обеспечивающие наибольшую эффективность их использования при тоннельной прокладке и выборке породы.

Наружная стенка выполнена с расположением армирующих лент из однонаправленных нитей под углами наклона к образующим секций 70-88, что обеспечивает восприятие конструкцией горного давления.

Наружная стенка, охватывающая ребра и фланцы, скреплена с ними. Материал крепи имеет слоистую структуру, что позволяет эффективно распределять армирующие нити по направлениям структуры.

В качестве волокон для нитей могут использоваться стекло-, базальто- и углеволокна, или комбинации из них, что расширяет ассортимент применения материалов и номенклатуру секций крепи.

Наибольшую эффективность материалу крепи придает использование эпоксисодержащего полимерного связующего. Объемные соотношения армирующих лент из указанных материалов и полимерного эпоксисодержащего связующего выбраны из условия технологичности переработки материалов способом намотки и получения наилучших прочностных показателей. При соотношении армировки и связующего более 1:0,2 количество связующего недостаточно для получения минимально допустимых прочностных свойств материала, наблюдается обеднение слоев связующим. При соотношении армировки и связующего менее 1:0,5 увеличенное количество связующего приводит к большим технологическим потерям, увеличивается толщина стенок и масса секций, что при том же количестве слоев недопустимо.

Объемные соотношения спиральных и кольцевых ребер между собой и в сочетании с продольными ребрами позволяют оптимально перераспределить армировку по направлениям ребер, исходя из преобладающих осевых нагрузок на кольцевую секционную крепь, что позволяет получить ее с приведенной поверхностной плотностью материала в пределах 25-55 кг/м², т.е. минимальной массы по сравнению с металлической крепью.

Использование указанных материалов позволяет получить крепь минимальной массы. Наличие поперечных нитей увеличивает прочность скрепления слоев между собой за счет оплетки ими продольных нитей армирующих лент. Для усиления наружной стенки секции в нее могут быть введены слои ткани из стекло-, базальто- или углеволокон. Введение материала с токопроводящими свойствами позволяет эффективно отводить заряды накапливающегося статического электричества. Полиуретан или фторопласт на наружной поверхности секций улучшает антифрикционные свойства с породой при продольной подаче секции в тоннелях. Внутренний облицовочный слой обеспечивает защиту крепи от повреждений при прокладке коммуникаций.

Указанные отличительные существенные признаки являются новыми, так как их использование в известном уровне технике, аналогах и прототипе не обнаружено, что позволяет характеризовать предложенное техническое решение соответствующим критерию “новизна”.

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными существенными признаками позволяет решить поставленную задачу и достигнуть новый технический результат, связанный с созданием кольцевой секционной крепи нового поколения, на основе новой концепции, что характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями от известного уровня техники, аналогов и прототипа. Предложенное техническое решение является результатом опытно-экспериментальных работ и исследований, связанных с получением оригинальных конструкций, без использования каких-либо стандартов, проектировочных решений или рекомендаций в данной области техники, характеризуется творческим вкладом, новизной, неочевидностью, соответствует критерию “изобретательский уровень”.

Сущность изобретения поясняется чертежами с кратким их описанием.

На фиг.1 представлен общий вид кольцевой секционной крепи, на фиг.2 - показ поперечного сечения секций со стыком, на фиг.3 - опорные силовые элементы секций по варианту 1, на фиг.4 - опорные силовые элементы секций по варианту 2, на фиг.5 - перекрещивание поперечных нитей с продольными в армирующих лентах кольцевых фланцев, на фиг.6 - перекрещивание поперечных нитей с продольными в армирующих лентах наружной стенки и кольцевых ребер, фиг.7 - показ комбинированной структуры материала, на фиг.8 - наличие лент стекло-, базальто- или углеткани в наружной стенке крепи обоих вариантов, на фиг.9 - схема облицовки внутренней поверхности наружной стенки и ребер, или наличие лакокрасочного покрытия соответственно с токопроводящими свойствами, на фиг.10 - показ канавки на торце фланца с уплотнительным элементом, на фиг.11 - показ осевых фиксаторов, на фиг.12 - облицовка наружной поверхности секций антифрикционным материалом, на фиг.13 - внутренний облицовочный слой.

Более подробное описание сущности изобретения состоит в следующем.

Кольцевая секционная крепь (фиг.1) для крепления выработки в породе содержит несущие кольцевые секции 1 с одинарной наружной стенкой 2, кольцевыми фланцами 3, 4 с отверстиями 5 в каждом, опорные силовые элементы 6, соединительные стержневые резьбовые элементы 7 (фиг.2).

Опорные силовые элементы 6 секций 1 (фиг.3), (вариант 1) выполнены в виде множества пересекающихся равномерно распределенных спиральных и кольцевых ребер 8, 9, скрепленных с наружной стенкой 2, кольцевыми фланцами 3, 4, с расположением спиральных ребер 8 с углами их наклона к образующим наружной стенки 2 - 15-35, спиральные и кольцевые ребра 8, 9 опорных силовых элементов 6, кольцевые фланцы 3, 4 и наружная стенка 2 образованы из слоев 10, соответственно ориентированных в них армирующих лент 11, 12, 13 и 14 из однонаправленных нитей 15 при расположении лент 14 в наружной стенке 2 под углами наклона к ее образующим 70-88, выполненных из стекло-, базальто- или углеволокон, или комбинации из них, линейной плотностью 330-2500 текс, и полимерного эпоксисодержащего связующего в объемном соотношении в пределах от 1:0,2 до 1:0,5 и приведенной поверхностной плотностью материала 25-55 кг/м².

Опорные силовые элементы 6 секций 1 (фиг.4) (вариант 2)) выполнены в виде множества пересекающихся равномерно распределенных спиральных, кольцевых и продольных ребер 8, 9 и 16, скрепленных с наружной стенкой 2 и кольцевыми фланцами 3, 4, с расположением спиральных ребер 8 с углами их наклона к образующим наружной стенки 2 - 15-35. Спиральные, кольцевые и продольные ребра 8, 9 и 16 опорных силовых элементов 6, кольцевые фланцы 3, 4 и наружная стенка 2 образованы также из слоев 10, соответственно ориентированных в них армирующих лент 11, 12, 13, 14 и 17 из однонаправленных нитей 15 при расположении лент 14 в наружной стенке 2 под углами наклона к ее образующим 70-88, выполненных из стекло-, базальто- или углеволокон, или комбинации из них, линейной плотностью 330-2500 текс, и полимерного эпоксисодержащего связующего в объемном соотношении в пределах от 1:0,2 до 1:0,5 и приведенной поверхностной плотностью материала 25-55 кг/м².

Армирующие ленты 13 кольцевых фланцев 3, 4 могут быть оплетены поперечными нитями 18, перекрещивающимися с их однонаправленными нитями 15 (фиг.5). Армирующие ленты 14, 12 наружной стенки 2 и кольцевых ребер 9 секций 1 могут быть оплетены поперечными нитями 19, перекрещивающимися с их однонаправленными нитями 15 (фиг.6). Структура материала, показанная на фиг.5 и фиг.6, может быть выполнена комбинированной, как показано на фиг.7. Наружная стенка 2 во всех вариантах кольцевой секционной крепи может быть выполнена со слоями 20 лент 21 из стекло-, базальто- или углеткани (фиг.8). Спиральные и кольцевые ребра 8, 9 опорных силовых элементов 6 (вариант 1) могут быть выполнены в объемном соотношении от 1:0,5 до 1:0,1, а опорные силовые элементы 6 и наружная стенка 2 с кольцевыми фланцами 3, 4 (вариант 1) могут быть выполнены в объемном соотношении от 1:1 до 1:0,3. В варианте 2 спиральные, кольцевые и продольные ребра 8, 9, и 16 опорных силовых элементов 6 могут быть выполнены в объемном соотношении от 1:0,5:0,2 до 1:0,1:0,05, а опорные силовые элементы 6 со спиральными, кольцевыми и продольными ребрами 8, 9 и 16 с кольцевыми фланцами 2 могут быть выполнены в объемном соотношении от 1:1 до 1:0,3. Во всех вариантах крепи внутренняя поверхность 22 наружной стенки 2 и ребра могут быть облицованы слоем 23 лент из токопроводящих нитей, например углеродных или термопластичных, наполненных сажей (фиг.9), или на внутреннюю поверхность секций нанесено лакокрасочное покрытие с токопроводящим свойствами. По крайней мере на одном из торцов 24 кольцевых фланцев 3 или 4 (фиг.10) выполнена кольцевая канавка 25 с размещенным в ней кольцевым уплотнительным элементом 26.

Во всех вариантах крепи по осевым отверстиям 27 кольцевого фланца 3 или 4 одной секции 1 могут быть установлены осевые, симметрично расположенные, по меньшей мере два фиксатора 28 (фиг.11), а в кольцевом фланце 3 или 4 другой секции 1, состыкованной с ней, выполнены соосно расположенные с ними посадочные гнезда 29.

Во всех вариантах крепи наружная поверхность 30 наружных стенок 2 секций облицована слоем 31 материала с антифрикционными свойствами, например полиуретана или фторопласта (фиг.12).

Во всех вариантах в ячейках 32 между ребрами опорных силовых элементов 6 секций и на ребрах 8, 9 или 8, 9, 16 нанесен облицовочный слой 33 упругоэластичного материала типа резины или полиуретана (фиг.13), обеспечивающий защиту крепи от повреждения.

Изготовление кольцевой секционной крепи производится способами намотки армирующих нитей и лент на их основе, пропитанных полимерным эпоксисодержащим связующим, отверждаемым при повышенных температурах в камерных печах.

Кольцевая секционная крепь, благодаря такому новому конструктивному решению на основе использования уникальных свойств армирующих нитей и полимерного связующего, обеспечивает надежное функционирование в обделке тоннелей.

Техническое решение в совокупности предложенных новых и известных существенных признаков при реализации в кольцевой секционной крепи хорошо реализуется промышленным способом. Испытания на прочность секций крепи показали положительные результаты. Крепь обладает наименьшей массой и обеспечивает минимум трудозатрат при установке в тоннеле.

Таким образом, новое техническое решение при реализации является эффективным, подтверждает новые технические результаты, соответствует и критерию “промышленная применимость”, то есть уровню изобретения.

Объем изобретения следует понимать шире, чем конкретное выполнение, приведенное в описании, формуле и чертежах. Следует иметь в виду, что форма выполнения изобретения представляет собой возможные предпочтительные примеры его осуществления. Могут быть различные комбинации в отношении размеров и расположения отдельных элементов, если все это не выходит за пределы объема технического решения, изложенного в пунктах формулы.