Крепь горной выработки

 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к креплению горных выработок рамными арочными крепями из коробчатого и специального взаимозаменяемого профиля в сложных условиях большого горного давления и значительных смещений породного массива. Сущность изобретения заключается в том, что стойки рам выполнены прямолинейными из коробчатого профиля, а верхняк - из гнутого отрезка спецпрофиля. Узлы податливости выполнены посредством фиксации концов верхняка в полостях стоек с возможностью смещения при регулируемом сопротивлении действию горного давления. Это достигается за счет выполнения узлов податливости в виде пропущенных через стенку коробчатого профиля и установленных с распором в торцевую стенку спецпрофиля винтов, при этом торцевая стенка на высоте узла податливости и возможного смещения верхняка снабжена опорным листом. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно, к креплению горных выработок рамными податливыми крепями в сложных условиях повышенного горного давления и значительных смещений породного массива.

Известна рамная деревянная крепь трапециевидного сечения из верхняка и двух стоек, соединенных между собой концами [1] Недостатками данной крепи являются малая несущая способность и небольшой срок службы.

Ближайшей по технической сущности и достигаемому результату к предложенной крепи является крепь горной выработки, включающая рамы из соединенных между собой через узлы податливости верхняка в виде гнутого отрезка спецпрофиля и полых прямолинейных стоек, а податливость обеспечивается за счет смещения концов верхняка относительно верхних торцов стоек при регулируемом сопротивлении действию горного давления [2] Недостатками этой крепи являются малая несущая способность в условиях всестороннего горного давления и ненадежности работы замков податливости.

Задачей изобретения является повышение несущей способности крепи и увеличение надежности работы узлов податливости.

Сущность изобретения заключается в том, что в крепи горной выработки, включающей рамы из соединенных между собой через узлы податливости верхняка в виде гнутого отрезка спецпрофиля и полых прямолинейных стоек, а податливость обеспечивается за счет смещения концов верхняка относительно верхних торцов стоек при регулируемом сопротивлении действию горного давления, полые стойки выполнены из коробчатого профиля, а узлы податливости образованы посредством размещения концов спецпрофиля верхняка в полости коробчатого профиля стоек с распором фланцами спецпрофиля в стенку короба путем, например, пропущенных через стенку коробчатого профиля винтов и пластины, закрепленной на торцевой части спецпрофиля, при этом каждый конец верхняка на величину податливости крепи и высоту узла податливости выполнен прямолинейным, а пластина закреплена по длине прямолинейной части.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано поперечное сечение рамы крепи, на фиг. 2 разрез А-А.

Крепь состоит из рам (фиг. 1), каждая из которых включает верхняк 1 и соединенные с ним через узлы податливости 2 прямолинейные стойки 3. Верхняк 1 выполнен из гнутого открытой частью к породе отрезка спецпрофиля, стойки 3 из прямолинейных отрезков холодногнутого квадратного коробчатого профиля. Узел податливости 2 образован посредством размещения концов спецпрофиля верхняка 1 в полости коробчатого профиля стоек 3 с распором фланцами спецпрофиля в стенку короба 4 путем, например, пропущенных через стенку коробчатого профиля 4 винтов 5 и пластины, закрепленной на торцевой части спецпрофиля 1, при этом каждый конец верхняка 1 на величину податливости Δ крепи и высоту d узла податливости (фиг. 1) выполнен прямолинейным, а пластина закреплена по длине прямолинейной части. Распор регулируется за счет вкручивания винтов 5 в приваренные к стенке профиля 4 гайки 6 и пропуска винтов 5 через отверстия 7 до упора в пластину 8. Высота узлов податливости 2 предлагаемой конструкции равна d 300-400 мм, величина расчетного смещения D в зависимости от сложности горно-геологических условий может составлять D 300-1000 мм. Размеры коробчатого профиля 3 и спецпрофиля 1 назначаются в соответствии с расчетом и возможностью выполнения конструкции при фиксации концов спецпрофиля 1 в полостях коробчатого профиля 3.

Эффективность конструкции состоит в том, что за счет выполнения рам переменной жесткости происходит перераспределение усилий с разгрузкой верхняка 1 и передачей основных изгибающих и крутящих моментов на стойки 3. При этом на основе выполненных расчетов несущая способность рам возрастает в 2-3 раза на изгиб и в 3-4 раза на кручение. Кроме того, данное выполнение узлов податливости 2 обеспечивает значительное повышение их несущей способности за счет обеспечения направленного смещения верхняка 1 в полостях стоек 3. Для еще большего увеличения несущей способности рам стойки 3 целесообразно заделать в почве, например, посредством омоноличивания в бетоне 9.

Для конкретных условий определение рациональных параметров данной крепи выполняется расчетом на основе строительной механики стержневых систем при представлении рамы в виде двух или бесшарнирной арки переменной жесткости.

Возводится крепь в призабойной части при соединении верхняка 1 через узлы податливости 2 со стойками 3. Перед сборкой к торцевым частям спецпрофиля верхняка 1 на его концах приваривают пластины В, а верхние концы стоек выполняют с отверстиями 7 и соосно к ним приваренными гайками 5.

Регулируемость сопротивления действию горного давления при смещении верхняка 1 в полостях стоек 3 достигается посредством изменения силы трения между элементами рамы в узлах податливости 2 за счет изменения величины распора и количества болтов 5.

Формула изобретения

Крепь горной выработки, включающая рамы из соединенных между собой через узлы податливости верхняка в виде гнутого отрезка спецпрофиля и полых прямолинейных стоек, где податливость обеспечивается за счет смещения концов верхняка относительно верхних торцов стоек при регулируемом сопротивлении действию горного давления, отличающаяся тем, что полые стойки выполнены из коробчатого профиля, а узлы податливости образованы посредством размещения концов спецпрофиля верхняка в полости коробчатого профиля стоек с распором фланцами спецпрофиля в стенку короба путем, например, пропущенных через стенку коробчатого профиля винтов и пластины, закрепленной на торцевой части спецпрофиля, при этом каждый конец верхняка на величину податливости крепи и высоту узла податливости выполнен прямолинейным, а пластина закреплена по длине прямолинейной части.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2