Крепь подземных выработок

 

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для крепления выработок . Цель изобретения - повышение надежности крепи. Крепь состоит из стоек и А-А верхняков, собранных в арки (А) с помощью хомутов с планками и гайками. По внешнему периметру А закреплены узлы разрушения. Последние состоят из жестко закрепленных на А клиньев (К) 6 и подвижных К 8. Подвижный К 8 своим лезвием 9 пропущен в отверстие 7 при вершине К 6, а хвостовиком 10 - в отверстие 13, выполненные в А. Внутри А помещена перемычка 12, с которой взаимодействует утолщение 14 на хвостовике К 8. При нагружении К 6 и 8 происходит разрушение пород и снижение за счет этого напряжения на контуре выработки. При значительной прочности пород К 8 хвостовиком 10 выступает внутрь А. Для дополнительного разрушения к К 8 прикладывают динамическую нагрузку. 4 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4686660/03 (22) 04.04.89 (46) 07.04.92. Бюл. гв 13 (71) Донецкий политехнический институт (72) И.М.Пономарев, Н.К.Челях и H.È.ÒðóíîВд (53) 622.281.5 (088.8) (56) Ерофеев Л.М., Мирошникова Л,А. Повышение надежности крепи горных выработок. — М.: Недра, 1988, с, 34.

Авторское свидетельство СССР

N1666744,,кл. Е 21 0 11/14, 1989, (54) КРЕПЬ ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для крепления выработок, Цель изобретения — повышение надежности крепи. Крепь состоит из стоек и

Я-4 Ы,„, 1724882 А1 (я)5 Е 21 D 11/14 верхняков, собранных в арки (А) с помощью хомутов с планками и гайками. По внешнему периметру А закреплены узлы разрушения.

Последние состоят из жестко закрепленных на А клиньев (К) 6 и подвижных К 8. Подвижный К 8 своим лезвием 9 пропущен в отверстие 7 при вершине К 6, а хвостовиком 10— в отверстие 13, выполненные в А. Внутри А помещена перемычка 12, с которой взаимодействует утолщение 14 на хвостовике К 8.

При нагружении К 6 и 8 происходит разрушение пород и снижение за счет этого напряжения на контуре выработки, При значительной прочности пород К 8 хвостовиком 10 выступает внутрь А. Для дополнительного разрушения к К 8 прикладывают динамическую нагрузку. 4 ил.

1724882

50 мы порода-крепь

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к креплению горных выработок при разработке месторождений полезных ископаемых на глубоких горизонтах в условиях повышенного горного давления и интенсивного смещения пород.

Целью изобретения является повышение надежности крепи, На фиг. 1 показана крепь, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг. 3 — узел разрушения в сборе; на фиг. 4 — разрез А-А на фиг. 3.

Крепь подземных выработок глубоких горизонтов содержит верхняк 1, боковые стойки 2, соединенные в узлах 3 податливости хомутами с планками и гайками 4. Узел разрушения боковых пород закреплен по периметру арки и включает неподвижный клин 5 статического разрыхления и откалывания пород с боковыми гранями 6 и отверстиями 7 в вершине клина 5 и подвижный клин 8 динамического разрушения пород, установленный внутри профиля верхняка 1 и боковых стоек 2 между боковыми гранями

6 неподвижного клина.5 статического рэзрыхления и откалывания пород.

Лезвие 9 клина 8 динамического разрушения проходит через отверстие 7, а его хвостовик 10 пропущен через отверстие 11 в перемычке 12 и через отверстие 13 в днище профиля верхняка 1 и боковых стоек 2. В средней части клина 8 образовано утолщение 14, опирающееся на перемычку 12, закрепленную на стенке внутри профиля верхняка 1 и боковых стоек 2. Жесткое межрамное ограждение выполнено из сопрягающихся металлических желобов 15 и содержит в узле сопряжения желобов клин

16.

Узел разрушения пород изготавливают в шахтной мастерской или на ремонтном заводе отдельными секциями длиной 300—

500 мм. Закрепляют его по периметру верхняка 1 и боковых стоек 2 с помощью электросварки. Отверстия в верхняке 1 и боковых стойках 2 просверливают в шахтной мастерской. Верхняк 1 и боковые стойки 2 с закрепленными узлами разрушения пород устанавливают в проходческом забое в последовательности, определяемой соответствующими инструкциями. После установки двух соседних арок пространство между ними перекры вают жестким межрамным ограждением 17, Работа крепи рассматривается применительно к большой глубине разработки в условиях незатухающей ползучести пород, что имеет место, когда напряжения в породах превышают их прочность, B указанных

40 условиях смещение пород кровли и боков происходят примерно с одинаковой скоростью. Возможны две схемы работы крепи.

В условиях слабых пород крепь работает следующим образом.

Давление смещающихся пород передается на лезвие 9 клина 8. Когда напряжения в породах под кромкой лезвия 9 превысят предел прочности пород на раскалывание (растяжение), произойдет разрушение пород на некоторую глубину. Куски разрушенных за счет раскалывания пород по желобам

15 межрамного ограждения 17 под действием сил собственного веса перемещаются вниз и скапливаются на почве выработки, Куски пород значительных размеров дополнительно раскалываются клином 16 межрамного ограждения, При дальнейшем смещении кровли и боков выработки взаимодействие их с крепыш не изменяется.

В условиях более прочных пород подвижный клин 8 внедряется в породы на некоторую глубину без их разрушения. При внедрении клина 8 в породы давление на боковые грани 18 клина 8 постепенно увеличивается. Когда суммарная величина сил, действующих на грани 18 клина 8 вдоль его оси превысит упругость перемычки 12, то она прогнется и клин 8 сместится, а его хвостовик 10 через отверстие 11 в перемычке 12 и через отверстия 13 в днище профиля верхняка 1 и боковых стоек 2 выдвинется в выработку. При утопленном в профиль положении клина 8 породы оказывают давление одновременно и на разрушающую кромку

19 клина 5, Под действием клина 5 породы разрыхляются и откалываются от массива, Наступает состояние равновесия системы порода-крепь. Продолжительность равновесного состояния системы зависит от конкретных условий разработки, При нарушении равновесия смещающиеся породы оказывают давление на лезвие

9 клина 8. Клин 8 через утолщение 14 передает давление на перемычку 12,а последняя на стенки спецпрофилей 1 и 2. Одновременно давление пород через разрушающую кромку 19 клина 5 передается на спецпрофили 1 и 2. Когда силы, действующие на профиль верхняка 1 и боковые стойки 2, превысят сопротивление в узлах податливости 3, произойдет проскальзывание верхняка 1 и стоек 2 в узлах податливости 3. За счет проскальзывания высота крепи уменьшится и давление на крепь также уменьшится. Наступит новое состояние равновесия систеЧтобы не допустить уменьшения высоты крепи и выработки, породы за крепыш разрушают, нанося удары по хвостовику 10

1724882 клина 8, который выдвинулся в выработку через отверстие 13 в днище профиля верхняка 1 и стоек 2. Для уменьшения давления на крепь необходимо динамическое разрушение пород за крепыш клином 8 за счет нанесения ударов отбойным молотком по хвостовику 10 клина 8. Куски отбитой клином 8 породы под действием сил собственного веса по желобам 15 межрамного ограждения 17 скатываются вниз и скапливаются на почве выработки, Формула изобретения

Крепь подземных выработок, включающая арки, состоящие из соединенных хомутами с планками и гайками стоек, верхняков и узлов разрушения, выполненных в виде клиньев и расположенных по внешнему периметруарок, отл и ча ю ща я ся тем, что, с целью повышения надежности крепи, клинья закреплены на арках жестко, а узлы

5 разрушения имеют расположенные внутри спецпрофилей арки перемычки и подвижные клинья с лезвиями, утолщениями и хвостовиками, причем в вершинах жестко закрепленных клиньев, перемычках и дни10 щах спецпрофилей арки выполнены соосно отверстия для размещения подвижных клиньев, установленных лезвиями в отверстиях жестко закрепленных клиньев с возможностью взаимодействия их утолщений с

15 перемычками.

1724882

I !!

I! 1

l л!

50

Составитель Л.Чистова

Техред М.Моргентал Корректор B,Ãèðíÿê

Редактор О.Хрипта

Заказ 1160 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

1 !! ! !

Г!! л

I

1! 4 ! !