Затяжка крепи горных выработок

 

Затяжка крепи горных выработок предназначена для крепления выработок и содержит соединенные между собой продольные и поперечные стержни, образующие металлическую решетку. Поперечные стержни изогнуты по форме внешнего контура рам крепи. Продольные стержни выгнуты в сторону вмещающих пород, причем дуга изгиба соответствует расстоянию между внутренними фланцами смежных рам крепи. Крайние и средние стержни являются несущими, а остальные - вспомогательными. Концы несущих продольных стержней имеют фиксаторы, повторяющие по форме обводы фланца спецпрофиля для бокового охвата фланцев смежных рам. 3 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при возведении в горных выработках рамной крепи из спецпрофиля, а также при ведении ремонтных работ, например при перекреплении, замене затяжки и др.

Известна решетчатая затяжка штрековой крепи, включающая соединенные между собой поперечные стержни и продольные стержни с изогнутыми концами с одной стороны для зацепа с поперечным крайним стержнем предыдущей затяжки, причем продольные стержни прогнуты и обращены выпуклостью в сторону вмещающих пород [1].

Недостатком известной затяжки является то, что из-за большей, чем необходимо, степени свободы в местах соединений смежных затяжек уменьшаются эксплуатационные качества крепи.

Кроме того, узлы соединения смежных затяжек располагаются внутри желобов спецпрофилей рам крепи, чем устраняется возможность использования желобов в качестве дополнительных емкостей для заполнения забутовочным материалом, соответственно уменьшаются сцепление рамной крепи с боками выработок и продольная устойчивость рам.

Из сказанного следует, что указанные недостатки снижают надежность крепи и эффективность поддержания выработки.

Известна затяжка крепи горных выработок, включающая соединенные между собой продольные и поперечные стержни с образованием металлической решетки, причем продольные стержни выполнены с выступающими изогнутыми концами, размещенными внутри спецпрофилей смежных рам, а поперечные стержни изогнуты по внешнему контуру рам крепи, при этом концы продольных стержней затяжки изогнуты с возможностью взаимодействия каждого конца с внутренней поверхностью одной из стенок и днища спецпрофилей рам, а один из продольных стержней затяжки имеет прутковый фиксатор, один конец которого жестко скреплен с ним, а другой изогнут с возможностью охвата фланца спецпрофиля одной из рам [2].

Недостатком известной крепи является ограниченное сопротивление затяжки нагрузкам со стороны закладочного материала при смещениях боковых пород из-за недостаточной кривизны конструкции затяжки, что при развитии нагрузок приводит к деформациям затяжек, а именно: образованию обратных, внутрь выработки, прогибов, разрывам связей между стержнями, самих стержней, породным вывалам, при "обыгрывании" рам крепи.

Все это отрицательно влияет на надежность основной рамной крепи, ее устойчивость и, как следствие, на качество поддержания выработок.

В основу изобретения поставлена задача повысить эксплуатационную надежность крепи за счет увеличения сопротивления затяжки путем придания конструкции двоякой кривизны, выпуклостью в сторону боковых пород выработки.

Достигается поставленная задача тем, что в затяжке крепи горных выработок, включающей соединенные между собой продольные и поперечные стержни с образованием металлической решетки, причем продольные стержни выполнены с выступающими концами, имеющими возможность фиксирования решетки на фланцах спецпрофилей смежных рам крепи, а поперечные стержни изогнуты по форме внешнего контура рам крепи, согласно изобретению продольные стержни изогнуты в сторону вмещающих выработку пород, причем хода дуги изгиба упомянутых стержней соответствует расстоянию между смежными внутренними краями рам крепи, при этом крайние и средние продольные и поперечные стержни выполнены несущими, а остальные стержни, расположенные между несущими, - вспомогательные, причем концы несущих продольных стержней с одной стороны оснащены фиксаторами, имеющими форму фланца спецпрофиля для обеспечения бокового охвата фланца одной из рам, а концы с другой стороны решетки - фиксаторами с верхним охватом фланца другой смежной рамы.

В сравнении с известным уровнем техники заявляемое изобретение позволяет за счет повышения несущей способности затяжки увеличить сопротивление крепи в целом, следовательно, и ее эксплуатационную надежность.

Благодаря тому, что продольные стержни изогнуты в сторону вмещающих выработку пород, достигается увеличение отпора решетчатой затяжки закладочному материалу, находящемуся в непосредственном контакте со стержнями решетки, а следовательно, нагрузкам со стороны боковых пород.

Выполнение продольных стержней с дугой изгиба, хорда которой соответствует расстоянию между смежными внутренними краями рам крепи, позволяет устанавливать затяжку с распором между смежными рамами, что также повышает несущую способность затяжки, а значит и крепи в целом.

Причем в заявляемой затяжке крайние и средние продольные и поперечные стержни выполнены несущими, а остальные стержни, расположенные между несущими, - вспомогательные, это снижает материалоемкость затяжки в целом и соответственно трудоемкость работ при установке рам крепи.

Оснащение фиксаторами концов несущих продольных стержней с одной стороны решетки, имеющими форму фланца спецпрофиля, обеспечивает боковой охват фланца одной из рам, в результате чего остается свободным желоб спецпрофиля рамы для размещения закладочного материала, а это улучшает сцепление рам с боковыми породами.

Наличие на противоположных концах упомянутых стержней фиксаторов с верхним охватом фланца другой смежной рамы крепи облегчает установку решеток между соседними рамами, а также оставляет свободным объем желоба профиля.

Таким образом, в результате реализации заявляемого изобретения достигается повышение несущей способности затяжки и увеличение сопротивления крепи в целом, т. е. достигается технический результат, который явным образом не следует из сведений об уровне техники, а поэтому заявляемое изобретение имеет изобретательский уровень.

На фиг.1 изображена затяжка, общий вид; на фиг.2 - затяжка на рамах крепи из спецпрофиля, продольный разрез; на фиг.4 - схема установки затяжки в выработке.

Затяжка состоит из продольных 1 и поперечных 2 стержней, соединенных между собой, например, с помощью сварки, с образованием металлической решетки 3. Продольные стержни 1 выполнены с выступающими концами 4 и 5, выходящими за габариты решетки 3, и изогнуты в сторону вмещающих боковых пород. Хорда дуги изгиба продольных стержней 1 соответствует расстоянию l между внутренними фланцами 6 спецпрофилей 7 смежных рам.

Поперечные стержни 2 изогнуты по форме внешнего контура рам крепи. При этом крайние и средние продольные 1 и поперечные 2 стержни являются несущими, а остальные стержни 1 и 2, расположенные между упомянутыми несущими стержнями, являются вспомогательными и выполнены с меньшим диаметром, чем несущие стержни.

Для обеспечения возможности фиксирования решетки 3 на смежных рамах крепи концы 4 несущих продольных стержней 1 оснащены фиксаторами 8, выполненными в виде зацепов и имеющими форму, частично повторяющую обводы фланца 6 спецпрофиля 7 рамы крепи и обеспечивающую боковой охват фланца 6 упомянутой рамы крепи.

С другой стороны решетки 3 концы 5 несущих продольных стержней 1 оснащены фиксаторами 9 в виде зацепов с верхним охватом фланца 6 спецпрофиля 7 другой смежной рамы.

Возведение затяжки осуществляется следующим образом.

Вначале на определенном расстоянии от ранее установленной рамы крепи 10 возводят новую раму крепи П (фиг.3). Затем в межрамном пространстве ориентируют затяжку выпуклой поверхностью в сторону боковых пород так, чтобы ее сторона, имеющая фиксаторы 9, частично вошла в закрепленное пространство вновь установленной рамы П. После этого, переместив затяжку в сторону ранее установленной рамы 10, надвигают ее фиксаторами 8 на фланец 6 спецпрофиля 7 этой рамы 10. Далее поворачивают затяжку относительно фиксаторов 8 и надевают фиксаторы 9 на фланец 6 вновь установленной рамы П. Затем закрепное пространство на участке выработки между зафиксированной на смежных рамах 10 и 11 затяжкой и боковыми породами заполняется закладочным материалом, которым установленная затяжка фиксируется окончательно.

В описанной последовательности возводят остальные затяжки до полного перекрытия межрамного пространства крепи выработки.

Под воздействием сил горного давления нагружаются продольные 1 и поперечные 2 стержни и по мере выбора податливости слоя закладочного материала затяжка начинает работать совместно с основной крепью выработки.

Таким образом, за счет выполнения затяжки, выгнутой не только по профилю рам крепи, но и в сторону боковых пород, достигается увеличение сопротивления ее, а следовательно, и эксплуатационная надежность крепи в целом.

Формула изобретения

Затяжка крепи горных выработок, включающая соединенные между собой продольные и поперечные стержни с образованием металлической решетки, причем продольные стержни выполнены с выступающими концами, имеющими возможность фиксирования решетки на фланцах спецпрофилей смежных рам крепи, а поперечные стержни изогнуты по форме внешнего контура рам крепи, отличающаяся тем, что продольные стержни изогнуты в сторону вмещающих выработку пород, причем хорда дуги изгиба упомянутых стержней соответствует расстоянию между внутренними фланцами смежных рам крепи, при этом крайние и средние продольные и поперечные стержни являются несущими, а остальные стержни, расположенные между несущими, вспомогательные, причем концы несущих продольных стержней с одной стороны решетки оснащены фиксаторами, имеющими форму, частично повторяющую обводы фланца спецпрофиля для обеспечения бокового охвата фланца одной из рам, а концы несущих продольных стержней с другой стороны решетки - фиксаторами с верхним охватом фланца спецпрофиля другой смежной рамы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3