Арочная крепь для условий динамического нагружения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (504 Е 21 0 I l 14

)2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ми узлов податливости, размещены нагревательные элементы (НЭ), выполненные из электроприводной резины. Пластины 7 и стяжки 8 выполнены из сплава металлов, которые обладают свойством "памяти" формы при нагревании.

В качестве сплава металлов с "памятью" формы используют никелид титана. Пластины 7 размещены в углублении профиля верхняка и закреплены скобами 3 н клиньями 6. При подводе тока к НЭ нагревают пластины 7 и стяжки 8 до температуры 60 С. В интервале температур от 40 до 60 происходит переход сплава из одной формы в другую, и они принимают задан- ную форму дуг. После принятия задайной формы прочная крепь, соприкасаясь с породами, работает в режиме заданной статической нагрузки. Сегмент

1 проседает относительно стоек 2.

Избыточные нагрузки воспринимаются пластинами 7 и стяжками 8. 2 s. è. ф-лы, 2 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3895185/22-03 (22) 14.05.85 (46) 07.11.86.Бюл. 11 41 (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) А.П.Линецкий (53) 622.281.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 846738, кл. Е 21 D 11/14, 1979. (54) АРОЧНАЯ КРЕПЬ ДПЯ УСЛОВИЙ ДИНАМИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной промьппленности, в частности к металлической прочной крепи горных выработок. Целью изобретения является повышение несущей способности крепи при динамических нагрузках. Для этого она снабжена продольными верхними стяжками 8, смещенными одна относительно другой. На стяжках 8 и пластинах 7, являющихся упругими элемента„„SU„„1268735 А 1

1268735

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к.металлической арочной крепи горнь!х выработок, и предназначено для использования в условиях динамических форм проявления горного давления, землетрясений и массовых взрывов для отбойки полезного ископаемого.

Целью изобретения является повышение несущей способности арочной крепи при динамических нагрузках.

На фиг.1 изображена арочная крепь для условий динамического нагружения; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1.

А1)очная крепь содержит. сегмент 1 и стойку 2, стянутые для обеспечения трения скобами 3 с помощью планок 4, гаек 5 и представляющие собой раму крепи. С помощыа скобы 3 в углублении рамы крепи с внешней стороны укреплены клиньями 6 упругие элементы узлов податливости, выполненные в виде пластин 7. На внешнем контуре рам крепи расположены продольные верхние стяжки 8 со смещением одна относительно другой. Пластины 7 и стяжки 8 снабжены нагревательными элеменгами

9 из электропроводной резины, которые с помощыа проводов соединяются с источником электрического тока (не показаны).

Арочная крепь для условий динамического нагружения работает следующим образом. !

При установке арочной крепи с помощью клиньев 6 в углублении рамы крепи прижимают пластины 7 из никелида титана, обладающего свойством

"памяти" формы, к сегменту 1 и стойкам 2 путем закручив-ния г".å.ê 5 на скобе 3. При достижении начального усилия сжатия крель начинает рабо— тать в режиме заданной статической нагрузки. На внешнем контуре сегмента 1 располагают продольные верхние стяжки 8, также выполненные из никелида титана, со смещением одна относительно другой. Стяжки 8 на концах имеют захваты, с помощью которых опи закрепляются на сегменте

1. Пластины 7 и стяжки 8 покрыты слоем электропроводной резины, которая используется в качестве нагревательных элементов 9. Такие нагревательные элементы обладают существенным преимуществом — их можно применять в шахтах, опасных по взрывам газа и пыли, так как электропровод5 !

О !

jr0 ная резина не дает искры, способной вызвать взрыв, а кроме того быстро нагревает стяжки и пластины. К нагревательным элементам 9 из электропроводной резины подводят электрический ток и нагревают пластины 7 и стяжки 8 до температуры 60"С. В интервале температур от 40 до 60 С происходит мартенситный переход спла— ва никелида титана марки ТН1, из которого они выполнены, из одной формы в другую. Вследствие этого пластины

7 и стяжки 8 принимают заданную форму в виде дуг. Захваты стяжек на концах сжимаются и прочно соединяют сегменты соседних рам между собой.

Дуги стяжек обращены выпуклостью наружу, а пластин — выпуклостью внутрь.

После перехода сплава из никелида ! титана в мартенситное состояние он приобретает высокую демпфирующую способность и обладает достаточной прочностыа, пластичностью и жесткостью, чтобы гасить динамические нагрузки на крепь. Это свойство сплава связано с особенностями структуры мартенсита. После того, как пластины и стяжки принимают дугообразную форму, арочная крепь соприкасается с окружающими породами через них и начинает работать в режиме заданной статической нагрузки. Сегмент 1 проседает относительно стоек 2, а сопротивление крепи остается практически постоянным. При динамических нагрузках, значительно превышающих действующие статические нагрузки, упругие элементы в виде дугообразных пластин 7 и стяжек 8, взаимосвязанные с сегментом 1 и стойками 2 рамы крепи, принимают избыточные нагрузки, при этом дугообразные пластины и стяжки распрямляются, а затем опять сжимаются. В результате этого динамические нагрузки гасятся и на арочную крепь не переда!атся, что резко уменьшает осадку сегмента 1 относительно стоек 2 и не приводит к раз— рыву стоек и узлов податливости, т.е. не приводит к потере арочной крепыш несущей способности. После удара крель продолжает работать в режиме заданной статической нагрузки.

Формула изобретения

1. Арочная крепь для условий динамического нагружения, включающая профильные элементы крепи-верхняк и

Составитель Л.Чистова

Редактор Н.Марголина Техред И.Попович Корректор М.Шароши

Заказ 6006/31 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4

3 1 стойки, узлы податливости, включающие скобу, охватывающую элементы крепи, соединенные внахлест, планку, гайки и упругие элементы, о т л н ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения несущей способности крепи при динамических нагрузках, она снабжена продольными верхними стяжками, а упругие элементы узлов податливости и продольные верхние стяжки снабжены нагревательными элементами и выполнены из сплава металлов, обладающего свойством "памяти" формы при нагревании, при этом упругие элементы узлов подталивости выполнены в виде пластин, укладываемых в yr268735 4 лубление профиля верхняка и закрепленных скобами и клиньями, а продоль- ные верхние стяжки установлены на внешнем контуре верхняка со смеще5 нием одна относительно другой по профилю верхняка и вдоль ее чродольной оси.

2. Крепь по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве сплава металлов с памятью формы для пластин и стяжек использован никелид титана °

3. Крепь по пп. 1 и 2, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что в качестве нагревательных элементов использована электропроводная резина. !