Крепь горных выработок с.н.комиссарова

 

Изобретение относится к горному делу и м б. использовано для крепления выработок . Цель - повышение сопротивления крепи путем снижения ослабления замкового устройства. Для соединения внахлест элементов крепи из спецпрофиля (СП) 1, 2 служит охватывающее их с двух сторон замковое устройство, выполненное в виде гибкого отрезка (ГО) 7 Z-образной формы, имеющего фиксаторы. Концы ГО 7 соединены между собой зажимом с возможностью их проскальзывания относительно друг друга Фиксаторы выполнены в виде выступов (В), одни из которых В 4 жестко скреплены с фланцами СП 1. а другие В 5 - со стенками СП 2, причем В 4,5 равноудалены от главной центральной оси СП 1,2. Ветви ГО 7 последовательно огибают В 4. 5. а тйкже СП 1, 2 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК * (5!)5 Е 21 0 11/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕРЬСТВУ (21) 4789338/03 (22) 07.02..90 (46) 23.07.92. Бюл. М 27 (71) Государственный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и проектный угольный институт с экспериментальным заводом "Печорниипроект" (72) С, Н.Комиссаров (53) 622.281.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

%875070. кл, E 21 D 11/14, 1979, Авторское свидетельство СССР

N 1332027, кл. Е 21 D 11/22. 1987. (54) КРЕПЬ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК С.Н.КОМИССАРОВА (57) Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для крепления вырабо. 5U 1749467 А1 ток. Цель — повышение сопротивления крепи путем снижения ослабления замкового устройства. Для соединения внахлест элементов крепи из спецпрофиля (СП) 1, 2 служит охватывающее их с двух" сторон замковое устройство. выполненное в виде гибкого отрезка (ГО) 7 Z-образной формы, имеющего фиксаторы. Концы ГО 7 соединены между собой зажимом с воэможностью их проскальзывания относительно друг друга. Фиксаторы выполнены в виде выступов (B), одни из которых В 4 жестко скреплены с фланцами СП 1. а другие В 5 — со стенками

СП 2, причем В 4, 5 раеноудалены от главной центральной оси СП 1. 2. Ветви ГО 7 последовательно огибают В 4, 5, а также СП 1, 2.

6 ил.

1749467 спецпрофиля, общий вид.

10 Крепь горных выработок состоит из отреплены на боковых стенках внешнего

25 элемента 2 крепи в зоне расположения дни30

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано во всех горных выработках, где применяются металлические податливые крепи иэ специальных желобчатых профилей, 5

Известны конструкции металлической податливой крепи из спецпрофиля, состоящие иэ двух стоек и верхняка, соединенных между собой скобами с планками и гайками.

Недостатком этих конструкций является низкая несущая способность крепи, обусловленная недостаточной жесткостью и прочностью соединительных элементов и неравномерным прилеганием элементов 1 крепи по длине участка их соединения, Известен также узел податливости металлической крепи; включающий податливый элемент, охватывающий соединенные внахлест внутренний и внешний спецпро- 2 фили и зафиксированный в вырезах полок спецпрофилей. при этом податливый эле мент выполнен из двух гибких отрезков, каждый из которых завязан простым узлом с образованием петли и концевого отрезка, причем одна петля охватывает внутренний и внешний спецпрофили крепи и эафйксирована в их вырезах, а другая охватывает внешний спецпрофиль и установлена с возможностью ее взаимодействия с торцом внутреннего спецпрофиля, концевые отрезки попарно соединены внахлест жимками в две ветви с возможностью перемещения друг относительно друга.

Однако крепь с известным узлом податливости имеет низкое сопротивление как в направлении продольной оси спецпрофиля из-за невозможности практического обеспЕчения значительных усилий в жимках, так и в поперечном направлении, что недопустимо в металлических крепях арочной формы.

Цель изобретения — повышение сопротивления крепи путем снижения ослабления замкового устройства..

Поставленная цель достигается тем, что в известной крепи горных выработок, включающей соединенные внахлестку элементы крепи иэ спецпрофиля, охватывающее их с двух сторон замковое устройство в виде гибкого отрезка, имеющего У-образную форму, а его концы соединены зажимом с возможностью проскальзывания концов относительно друг друга. и фиксаторы гибкого отрезка на элементах крепи. фиксаторы выполнены в виде выступов, которые жестко скреплены с внешними сторонами фланцев одного иэ спецпрофилей и внешними сторонами стенок другого спецпрофиля. при этом выступы равноудалены от главной центральной оси спецпрофилей, а гибкий отрезок установлен с возможностью вэаимодействия с выступами.

На фиг. 1 показана крепь горных выработок, общий вид; на фиг. 2 — узел! на фиг, 1; на фиг, 3 — вид А на фиг, 2; на фиг. 4— сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг, 5 — сечение

В-В на фиг. 1; на фиг. 6 — шахтная стойка иэ дельных элементов спецпрофилей, соединенных внахлестку замковым устройством, Один элемент крепи — внутренний 1, другой — внешний 2 (фиг. 1), Для повышения жесткости элементов крепи фланцы спецпрофилей связаны плитами 3, которые отстоят одна от другой с заданным интервалом.

На участке соединения внахлестку спецпрофилей крепи внутренний t и внешний 2 элементы крепи снабжены соответственно фиксаторами в виде выступов 4 и 5. Выступы

4 укреплены на фланцах спецпрофиля внутреннего элемента 1 крепи. а выступы 5 укща спецпрофиля.

Фланцы внутреннего элемента крепи в зоне расположения выступов 4 соединены друг с другом дополнительной планкой 6. По отношению к плоскости симметрии спецпрофилей выступы 4 и 5 направлены в противоположные стороны за наружный контур спецпрафилей крепи (фиг. 2), а по отношению к главной центральной оси сечения из двух спецпрофилей — на,одинаковом расстоянии Ь от этой оси. Относительно выступов

4 и 5 уложен гибкий отрезок 7, который совместно с выступами 4 и 5 и с зажимом 8 сбегающих крайних ветвей 9 и 10 гибкого отрезка 7 выполняет роль замкового устройства., Гибкий отрезок 7 последовательно огибает выступы 4 и 5. а также внутренний 1 и внешний 2 элементы крепи в поперечном направлении таким образом, что проекция направления навивки на плоскость симметрии спецпрофиля с одной стороны имеет

2-образную ворму. а с противоположной стороны — ее зеркальное отражение. Для обеспечения лучших условий работы гибкого отрезка 7 в составе замкового устройства крепи на днище внешнего 2 спецпрофиля крепи и на фланцах внутреннего 1 спецпрофиля крепи установлены опорные элементы

11 и 12, которые могут быть свободно опертыми на них или жестко связанными с ними.

Чтобы обеспечить равномерное проскальзывание гибкого отрезка 7, огибающего внешний 2 элемент крепи, в режиме податливости. выступц 4 на фланцах внутреннего

1749467 элемента крепи могут быть снабжены упо- Монтаж крепи производят таким обрарами 13. Зажим 8 располагают на опорном зом, что сопряженные элементы арочной элементе 11 или на опорном элементе 12, крепи устанавливают с меньшей длиной налибо на участке между выступами 4 и 5, а хлеста, чем требуется по техническим нортакже на торце 14 внутреннего элемента 1 5 мам эксплуатации крепи (на определяемую крепи или на торце 15 внешнего 2 элемента практическим путем величину выбора "слакрепи, бой" каната узла податливости) и навивают

В зависимости от горно-геологических канат. Сопрягаемые элементы шахтной условий и необходимого сопротивления стойки (фиг. 6) устанавливают (возможно на крепи могут быть разные варианты навивки 10 почве выработки) с нахлестом, при котоканата. Например, если первой цифрой ром общая длина стойки несколько больобозначитьсуммарноечисловетвейгибкого ше (на выбор "слабой" каната), чем отрезка 7 по обе стороны от плоскости сим- замеренное расстояние между почвой и метрии спецпрофиля, которые прижимают кровлей выработки в месте ее установки, внешний элемент 2 к внутреннему элементу 15 навивают канат и подбивают стойку в мо1 крепи в сечении Б-Б (фиг. 4), второй циф- мент ее установки до вертикального полорой — суммарное количество ветвей гибкого жения молотом, отрезка 7, сбегающих с выступов 4 на высту- Крепь работает следующим образом, пы 5 по обе стороны от плоскости симмет- Податливость крепи осуществляется рии спецпрофиля, и третьей цифрой — 20 под действием веса верхняка. затяжки, заколичество ветвей гибкого отрезка 7, при- бутовкии смешения вмещающих выработку жимающих внешний элемент 2 к внутренне- пород. При этом под действием растущей му элементу .1 в сечении В-B (фиг. 5), то нагрузки ветви гибкого отрезка 7 натягивэформулы навивки гибкого отрезка 7 в зам- ются, что вызывает силу прижатия сопрягаковом устройстве могут быть следующие: 25 емых внахлест внутреннего элемента 1 к

2-6-2, 4-4-2, 4-4-4 (фиг. 2); 6-6-2, 6-6-4, внешнему 2. Силы трения между элемента6-6-6, 4-8 — 4, 8-4 — 4 и т.д. От формулы на- ми 1 и 2 крепи и концов 9 и 10 гибкого вивки гибкого отрезка 7, его диаметра и отрезка 7 в зажиме 8, между гибким отрезустанавливаемой опытным путем силы тре- ком 7 и выступами 4 и 5, между гибким ния в зажиме зависит несущая способность 30 отрезком 7 и фланцами внутреннего эле замкового устройства. мента 1 крепи (или гибким отрезком 7 и

Навивку гибкого отрезка 7 осуществля- планкой 12), а также несущая способность ют следующим образом. всех ветвей каната сопротивляются внешОтрезок каната берется двумя руками ней нагрузке. Рост нагрузки на крепь вызыпосередине, прикладывается серединой к 35 вает увеличение усилия в канате до тех днищу внешнего элемента 2 крепи и огиба- пор, пока концы гибкого отрезка 7 не наются стенки внешнего элемента 2 крепи, чнут проскальзывать в зажиме 8, а также выступы 4 на фланцах 14 внутреннего эле- относительно выступов 4 и 5 и навстречу . мента 1. затем выступы 5 на стенках внеш- друг другу на фланцах 14 внутреннего эленего элемента 2 крепи, затем в поперечном 40 мента 1 крепи или на планке 12. Проскальнаправлении навстречу друг другу концы зывание гибкого отрезка 7 продолжается гибкого отрезка 7огибают стенки внешнего до тех пор, пока не будут выбраны концы элемента 2 и фланцы.внутреннего элемента 9 и 10 гибкого отрезка 7, после чего крепь

1 крепи, повторно огибаются выступы 5 на теряет несущую способность. При этом разстенках внешнего элемента 2 крепи, затем 45 виваемое в процессе работы крепи в гибповторно выступы 4 на фланцах 14 внутрен- ком отрезке 7 на участке между выступами него элемента 1 крепи, стенки внешнего 4и5усилие раскладывается насопротивлеэлемента 2 крепи и навстречу друг другу на ние продольному перемещению элемента 1 днище внешнего элемента 2 крепи концы относительно элемента 2 и на усилие стягигибкого отрезка продеваются в зажим 8 лю- 50 вания элементов 1 и 2 в поперечном направбой конструкции и фиксируются клином или лении в сечениях Б-Б и В-В (фиг. 2). гайкой. Можно выполнить навивку двух от- Составляющая сил в продольном направлерезков каната в противоположных направ- нии всегда больше, чем в поперечном, с лениях, увеличением расстояния между выступами

Замковое устройство крепи горных вы- 55 4 и 5 просадки крепи увеличиваются. Поэтоработок может быть использовано и в кон- му количество ветвей гибкого отрезка 7 струкциях шахтных стоек, состоящих из между выступами 4 и 5 может быть опредевнутреннего 1 и внешнего 2 элементов кре- лено как частное от деления необходимого пи, усиленных плитами 3, и замкового уст- сопротивления крепи в продольном направройства (фиг. 6), лении на несущую способность одной ветви

1749467 гибкого отрезка 7, Составляющая сил стягивания элементов 1 и 2 в поперечном направлении может быть вычислена умножением величины усилий, развиваемых в канате на участке между выступами 4 и 5, на косинус угла между направлением этих усилий и поперечным к элементам крепи направлением, Тогда количество ветвей гибкого отрезка 7 в поперечном направлении может быть определено как частное от деления усилия стягивания элементов крепи в поперечном направлении на несущую способность одной ветви гибкого отрезка 7, При возникновении в работе крепи изгибающих моментов, стремящихся

"раскрыть" участок контактирования соединенных внахлестку элементов крепи 1 и 2, что наблюдается на практике при работе крепи:арочной формы,. имеется воэможность увеличить число ветвей гибкого отрезка 7 в поперечном направлении, например

-в сечении Б-Б (фиг. 2, 4), что обеспечивает надежное прилегание элемента 1 к элементу 2 крепи в течение всего периода эксплуатации крепи.

Разработанное техническое решение позволяет повысить сопротивление крепи эа счет плотного прилегания одного элемента крепи к другому и исключить ослабление замкового устройства в процессе эксплуатации крепи.

Формула изобретения

Крепь горных выработок, включающая соединенные внахлестку элементы крепи из

10 спецпрофиля, охватывающее их с двух сторон замковое устройство в виде имеющего

Z-образную форму гибкого отрезка, концы которого соединены зажимом с возможностью проскальзывания концов относитель15 но друг друга, и фиксаторы гибкого отрезка на элементах крепи, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения сопротивления крепи путем снижения ослабления замкового устройства, фиксато20 ры выполнены в виде выступов, которые жестко скреплены с внешними сторонами фланцев одного из спецпрофилей и внешними сторонами стенок другого спецпрофиля. при этом выступы равноудалены от главной

25 центральной оси спецпрофилей, а гибкий отрезок установлен с возможностью взаимодействия с выступами.

1749467

1749467

Фиг. 5

Фиг. 6

Составитель Л. Березкина

Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

Редактор А, Мотыль

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина )p>

Заказ 2575 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям-при ГКНТ СССР

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