Арочная крепь для горных выработок

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для крепления подземных выработок при строительстве подземных сооружений различного назначения. Цель - повышение долговечности крепи (К) за счет снижения усталостных явлений в материале конструкции. Состоит К из верхняка арочной формы с утолщениями на концах и с радиусом кривизны в центральной части большим радиуса кривизны его концов и стоек с утолщениями на нижних концах. Стойки и верхняк выполнены из полых стеклопластиковых элментов (ПСПЭ). В местах соединения верхняка со стойками размещены узлы 8 податливости в виде верхних ПСПЭ 10 с утолщениями на концах, в которыхустановлены нижние ПСПЭ 9 с торцовыми прорезями (ТП) 13 во взаимно перпендикулярном направлейии. При этом ПСПЭ выполнены в поперечном сечении в форме трапеции, ориентированной меньшим основанием внутрь контура К. Причем ПСПЭ верхняка снабжен плоской стеклопластиковой арматурой, размещенной на основании его трапециевидного сечения вдоль всего верхняка. Основания трапеций в поперечном сечений верхняка выполнены толщиной, большей толщины его боковых стенок . Утолщения ПСПЭ 10 в узлах 8 с внутренней стороны и ПСПЭ 9 с внешней стороны имеют клиновидные уступы 12 и 11, ориентированные суживающейся частью к краям ПСПЭ 9 и 10. Верхние ПСПЭ 10 размещены на концах верхняка, а нижние ПСПЭ 9 - на верхних концах стоек. На закрытых концах ТП 13 выполнены круглые отверстия 14с диаметром , большим ширины ТП 13. При достижении в верхняке критического напряжения происходит частичное смещение ПСПЭ за счет податливости узла 8. Перемещение ПСПЭ 9 внутрь ПСПЭ 10 происходит до тех пор, пока нагрузка на К не уменьшится до расчетной Перемещение ПСПЭ 9 и 10 происходит в пределах уступов 11 и 12. 4 ил. О ел о Os о Фиг Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 0 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"0 (21) 4638160/03 (22) 14 11.88 (46) 30.06.91. Бюл. %24 (71) Харьковский инженерно-строительный институт (72) M,И.Чугай, А.Л,Шагин, А.Н.Инфантьев и

: В.И.Иовенко (53) 622.281.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 972111, кл. Е 21 0 11/14, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1571254, 1989. (54) АРОЧНАЯ КРЕПЬ ДЛЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для крепления подземных выработок при строительстве подземных сооружений различного назначения. Цель— повышение долговечности крепи (К) за счет снижения усталостных явлений в материале конструкции. Состоит К из верхняка арочной формы с утолщениями на концах и с радиусом кривизны в центральной части большим радиуса кривизны его концов и стоек с утолщениями на нижних концах.

Стойки и верхняк выполнены из полых стек лопластиковых элментов (ПСПЭ). B местах соединения верхняка со стойками размещены узлы 8 податливости в виде верхних.!Ж, 1659667 А1

ПСПЗ 10 с утолщениями на концах, в которых установлены нижние ПСПЗ 9 с торцовыми прорезями (ТП) 13 во взаимно перпендикулярном направлении. При этом

ПСПЗ выполнены в поперечном сечении в форме трапеции, ориентированной меньшим основанием внутрь контура К. Причем

ПСПЭ верхняка снабжен плоской стеклопластиковой арматурой, размещенной на основании его трапециевидного сечения вдоль всего верхняка. Основания трапеций в поперечном сечений верхняка выполнены толщиной, большей толщины его боковых стенок. Утолщения ПСПЭ 10 в узлах 8 с внутренней стороны и ПСПЭ 9 с внешней стороны имеют клиновидные уступы 12 и 11, ориентированные суживающейся частью к краям

ПСПЭ 9 и 10. Верхние ПСПЭ 10 размещены на концах верхняка, а нижние ПСПЭ 9 — на верхних концах стоек. На закрытых концах ТП

13 выполнены круглые отверстия 14 с диаметром, большим ширины ТП 13. При достижении в верхняке критического напряжения происходит частичное смещение ПСПЭ за счет податливости узла 8. Перемещение

ПСПЭ 9 внутрь ПСПЭ 10 происходит до тех пор, пока нагрузка на К не уменьшится до расчетной. Перемещение ПСПЭ 9 и 10 происходит в пределах уступов 11 и 12. 4 ил.

1659667

Изобретение относится к горному делу, в частности к креплению подземных выработок, и может быть использовано при проходе горизонтальных выработок и строительстве подземных сооружений различного назначения, Целью изобретения является повышение долговечности крепи за счет снижения усталостных явлений в материале конструкции.

На фиг.1 изображен общий вид крепи в поперечном разрезе по выработке; на фиг,2 — сечение А — А на фиг,1; на фиг.3 — сечение

Б — Б на фиг.1, на фиг.4 — узел на фиг,l (продольное сечение).

Арочная крепь горных выработок состоит из трех полых стеклопластиковых элементов; арочного полого верхняка 1 и других полых стоек 2 и 3. Арочный верхняк

1 и стойка 2 выполнены в форме трапециевидного сечения. Угол наклона боковых поверхностей трапеции предусмотрен в пределах 25 — 30О. Большее основание 4 трапеции трапециевидного сечения арочного верхняка и стойки 2 ориентируют в сторону породы, меньшее основание 5 — в сторону выработки. Кривизна арочного верхняка 1 переменная. Изменения радиуса от меньшего r на периферии к большему R в центре.

Для обеспечения расчетной прочности верхняка меньшее 5 и большее 4 основания трапеций сечения верхняка снабжены плоской стеклопластиковой арматурой 6, расположенной вдоль всего верхняка.

Боковые стенки профиля верхняка 7 приняты меньше толщины оснований 4, 5 трапеции в сечение верхняка..

Для обеспечения восприятия податливости крепи предусмотрены узлы 8 податливости. Прочность узлов 8 осуществляется за счет утолщения стенок, концевых элементов арочного верхняка 1.

При действии на крепь горного давления в элементах рамы возникает наг.ряжение. При достижении в арочном верхняке 1 критического напряжения происходит частичное смещение элементов крепи за счет податливости узлов 8, Перемещение верхних частей 9 стоек 2 внутрь концевых элементов 10 арочного верхняка 1 происходит до тех пор, пока нагрузка на крепь не уменьшится до расчетной. Перемещение элементов крепи происходит в пределах уступов 11 и 12, расположенных по контуру с наружной стороны верхней части стоек 2 и внутри концевых элементов 10 арочного верхняка 1, уступы 11 и 12 имеют клиновидную форму и ориентированы суживающейся частью к краям элементов 1 и 2. пластиковых элементов с торцовыми прорезями во взаимно перпендикулярном направлении, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности крепи за счет снижения усталостных явлений в материале конструкции, верхняк выполнен арочэ5 ной формы с радиусом кривизны в центральной части большим радиуса кривизны концов верхняка. при этом полые стеклопластиковые элементы выполнены в поперечном сечении в форме трапеции, 5

?5

С последующим увеличением горного давления и нарастанием напряжения до предела сопротивления уступов 11 и 12 происходит повторное перемещение элементов рамы в узле 8. Податливость узлов 8 осуществляется за счет уменьшения сечения верхнего элемента 9 стоек 2 в местах торцовых прорезей 13 во взаимно перпендикулярном направлении. Прорези 13 в нижней части ограничены круглыми отверстиями 14. В результате этого верхние элементы 9 стоек 2 работают упруго, как пружины при смещении элементов конструкций крепи стоек 2 и арочного верхняка 1.

Стеклопластиковые полые стойки 2 трапециевидного сечения в нижней части снаружи снабжены утолщениями 15 для обеспечения прочности опорных элементов.

Арочная крепь горных выработок возводится следующим образом.

При закреплении горизонтальных выработок в концевые элементы 10 элементов арочного верхняка 1 устанавливают верхние части 9 стоек 2, Удерживая крепь в вертикальном положении, устанавливают затяжки. Закрепное пространство заполняют мелкой породой или бетоном.

Устройство работает следующим образом.

Под влиянием горного давления на арочную крепь в элементах рамы возникают напряжения. При достижении критических напряжений в элементах крепи происходит их смещение в узлах 8 до тех пор, пока нагрузка на крепь не уменьшиться до расчетной.

Формула изобретения

Арочная крепь для горных выработок, включающая верхняк с утолщениями на концах и стойки с утолщениями на нижних концах, выполненные из полых стеклопластиковых элементов, узлы податливости в виде верхних полых стеклопластиковых элементов с утолщениями на концах и установленных в них нижних полых стекло1659667

4 Ц8. 1

Составитель Л.Чистова

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор M.Áàíäóðà

Заказ 1830 . Тираж 296 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 ориентированной меньшим основанием внутрь контура крепи, а полый стеклопластиковый элемент верхняка снабжен плоской стеклопластиковой арматурой, размещенной на основании его трапециевидного се- 5 чения вдоль всего верхняка, причем основания трапеций в поперечном сечении верхняка выполнены толщиной, большей толщины ее боковых стенок, при этом в узлах податливости утолщения верхних эле- 10 ментов с внутренней стороны и нижние элементы с внешней стороны снабжены клиновидными уступами, ориентированными суживающейся частью к краям элементов, а узлы податливости размещены в местах соединения верхняка со стойками, причем верхние элементы размещены на концах верхняка, а нижний элемент — на верхних концах стоек, при этом на закрытых концах торцовых прорезей выполнены круглые отверстия с диаметром, большим ширины прорези.