Крепь горной выработки

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для крепления горных выработок в сложных условиях больших вертикальных перемещений массива пород. Цель - повышение несущей способности крепи. Для этого над цельной рамой из спецпрофиля (СП) с зазором, равным величине податливости, установлен усиливающий дугообразный элемент (ДЭ) 2 из желобчатого СП с радиусом кривизны, равным радиусу кривизны рамы 1 крепи. При этом СП рамы 1 и ДЭ 2 обращены открытой частью желоба друг к другу. Для обеспечения направленного перемещения ДЭ 2 при изгибной деформации установленных по дуге в зазоре между рамой 1 и ДЭ 2 вкладышей и придания неизменяемости при монтаже с рамой 1 соединен направляющий узел. Он выполнен в виде жестко закрепленного на днище СП рамы 1 стержня 4 с резьбой под гайку 5 на конце. В днище СП усиливающего ДЭ 2 выполнено отверстие, в которое пропущен стержень 4. Вкладыши выполнены в виде ДЭ 3, например, из отрезков швеллеров. Ширина ДЭ 3 равна ширине днища СП рамы 1 и усиливающего ДЭ 2. Вкладыши установлены выпуклыми частями друг к другу и жестко скреплены между собой. Деформации ДЭ 3 и перемещения ДЭ 2 происходят без перекосов, т.к. они направляются стержнями 4. Изменяя высоту ДЭ 3, можно менять проектную податливость, а изменяя количество ДЭ 3, можно менять несущую способность. Наиболее опасная верхняя часть рамы 1 крепи усилена ДЭ 2, обращенным полками к СП рамы 1 и создающим замкнутое поперечное сечение с увеличенными моментами инерции на изгиб и кручение. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU„„1506128 А 1 (SD4 Е 21 D 11 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4345881/23-03 (22) 1 7 ° 12. 87 (46) 07.09.89, Бюл. 11- 33 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) А.Н.Воробьев, И.В.Нестеренко, А.Г.Жеманов и Л.Н.Хрещик (53) 622.281.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 717354, кл. Е 21 D 1 1/14, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 1016522, кл. Е 21 D ll/14, 1983. (54) КРЕПЬ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ (57) Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для крепления горных выработок в сложных условиях больших вертикальных перемещений массива пород. Цель — повышение несущей способности крепи. Для этого над цельной рамой из спецпрофиля (СП) с зазором, равным величине податливости, установлен усиливающий дугообразный элемент (ДЭ) 2 из желобчатого СП с радиусом кривизны, равным радиусу кривизны рамы 1 крепи, При этом СП рамы 1 и ДЭ 2 обращены открытой частью желоба друг к другу ° Для обеспечения направленного перемещения ДЭ 2 при изгибной деформации установленных по дуге в зазоре между рамой 1 и ДЭ 2 вкладышей и придания крепи неизменяемости прн монтаже с рамой 1 соединен направляющий узел. Он выполнен в виде жестко закрепленного на днище СП рамы 1 стержня 4 с резьбой под гайку 5 на конце.

В днище СП усиливающего ДЭ 2 выполнено отверстие, в которое пропущен стержень 4. Вкладыши выполнены в виде ДЭ 3, например, из отрезков швеллеров. Ширина ДЭ 3 равна ширине днища СП рамы 1 и усиливающего ДЭ 2.

3 1506128 4

Вкладьппи установлены выпуклыми частя- HRTb несущую способность. Наиболее ми друг к другу и жестко скреплены опасная верхняя часть рамы ) креп между собой. Деформации ДЭ 3 и пере- Усилена ДЭ 2, обращенным полками мещения ДЭ 2 происходят без переко- СП рамы 1 и создающим замкнутое посов, так как они направляются стерж- перечное сечение с увеличенными монями 4. Изменяя высоту ДЭ 3, можно ментами инерции на изгиб и кручение. менять проектную податливость, а иэ- 1 з.п. ф-лы, 3 ил, меняя количество ДЭ 3, можно меИзобретение относится к горной промьппленности, в частности к креп- 15 лению горных выработок в сложных условиях больших вертикальных перемещений массива пород, например в зоне ,влияния очистных работ.

Целью изобретения является повышение несущей способности крепи.

На фиг. 1 показана крепь, поперечный разрез (беэ затяжки, продоль ных связей между рамами); на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1; на фиг„ 3

25 положение элементов крепи после исчерпания податливости.

Крепь горной выработки состоит из рамы 1, выполненной арочного сечения из целого отрезка спецпрофиля.

Сечение в свету рамы соответствует

S выработки. Сечение выработки вчерне определяется с учетом назначаемой податливости крепи д (фиг, 1) и высотой спецпрофиля усиливающего 35 дугообразного элемента 2, выполненного с радиусом кривизны, равным радиусу кривизны рамы 1 крепи, причем спецпрофили рамы и усиливающего дугообразного элемента обращены открытой 40 частью желоба друг к другу. Узел податливости образован из дугообразно-з го усиливающего элемента, взаимодействующего через упругопластичные податливые вкладьппи 3 с рамой кре- 45 пи 1, Вкладьппи 3 выполнены в виде дугообразных обращенных выпуклостью друг к другу и жестко скрепленных между собой в средней части (фиг. 1) прокатных профилей (фиг ° 2 и 3), взаимодействующих концами со стенками спецпрофилей усиливающего элемента и рамы крепи (фиг. 1 — 3). В качестве прокатного профиля целесообразно использовать швеллер )) 5, 55 при этом изгибать его в нерабочем направлении, имеющем минимальный момент инерции (фиг. 2 и 3). Скрепляться швеллеры между собой будут прихватыванием сваркой стеноу (не показано), что вполне достаточно, так как элементы в процессе работы будут обжаты. Швеллер В 5 предлагается по причине того, что внутренняя ширина донной части спецпрофилей N- )7, 22, 27, 33 чуть больше

50 мм. Швеллер хорошо войдет в открытую часть спецпрофиля, и его полки будут плотно посажены, что улучшает условия их взаимодействия со стенками спецпрофилей„ Для обеспечения направленного перемещения усиливающего элемента 2 при изгибной деформации вкладышей 3 и придания крепи неизменяемости при монтаже, она снабжена направляющим узлом в виде стержня 4, приваренного к днищу спецпрофиля рамы 1 и пропущенного через отверстие в днище усиливающего элемента 2 (фиг. 1). При этом стержни 4 установлены с натягом посредством затя гивания гаек 5.

В выработке в проектное положение устанавливается рама крепи 1, скрепленная с усиливающим элементом 2, т.е. крепь в готовом виде. Установку можно производить с использованием закрепленного в шелыге свода выработки блока, либо с использованием различных крепеустановщиков. При невозможности доставки крепи к месту установки в готовом виде ее можно доставлять частями и собирать в призабойной части.

Крепь работает следующим образом.

При возрастании горного давления происходит изгибная деформация вкладышей 3, выпрямляющая прокатные профили. После превышения предела упругости материала прокатных профилей они будут деформироваться пластически без разрушений. При этом их концы будут скользить по стенкам спецпрофилей рамы 1 и усиливающего

Формула изобретения

1, Крепь горной выработки, включающая раму из спецпрофиля, усиливающий дугообразный элемент из желобчатого спецпрофиля, установленный над рамой с зазором, равным величине

30 фыр

Составитель Л. Чистова

Техред М.Дидык Корректор И. Муска

Редактор Г. Волкова

Тираж 449

Заказ 5404/34

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 150<1 элеме н та 2 . Дефо рма ции в кладыней 3 и перемещения усиливающего элемента

2 происходят без перекосов, так как они направляются стержнями 4. Работа крепи в податливом режиме за5 канчивается, когда спецпрофили смыкаются, Такое выполнение узла податливости позволяет, изменяя высоту вкладышей 3, менять проектную 10 податливость Л (фиг. !), изменяя их количество — менять несущую способность. Работа такой конструкции более надежна, при этом гарантируется сечение выработки в свету S . 15

Работа предлагаемой крепи в жестком режиме происходит при значительно увеличенной несущей способности, так как наиболее опасная верхняя часть рамы крепи усилена усиливающим 20 элементом 2, обращенным полками к спецпрофилю рамы 1 и создающим замкнутое поперечное сечение с увеличенными моментами инерции на изгиб и кручение. 25

28 6 податливости, соединенный с рамой направляющим узлом, податливые вкладыши, установленные по дуге в зазоре между рамой и усиливающим дугообразным элементом, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения несущей способности крепи, рама выполнена цельной, а усиливающий дугообразный элемент выполнен с радиусом кривизны, равным радиусу кривизны рамы крепи, причем спецпрофили рамы и усиливающего дугообразного элемента обращены открытой частью желоба друг к другу, при этом направляющий узел выполнен в виде жестко закрепленного на днище спецпрофиля рамы крепи стержня с резьбой под гайку на конце, а в днище спецпрофиля усиливающего дугообразного элемента выполнено отверстие, в которое пропущен стержень, причем податливые вкладыши выполнены в виде дугообразных элементов, ширина которых равна ширине днища спецпрофиля рамы и усиливающего дугообразного элемента, вкладыши установлены выпуклыми частями друг к другу и жестко скреплены между собой, 2. Крепь горной выработки по и. 1, отличающаяся тем, что вкладыши выполнены из отрезков швеллеров.