Арочная податливая крепь



Арочная податливая крепь
Арочная податливая крепь
Арочная податливая крепь

 


Владельцы патента RU 2414597:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ) (RU)

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к креплению горных выработок рамными арочными крепями в сложных горно-геологических условиях большого горного давления и значительных смещений породного массива. Техническим результатом является увеличение несущей способности крепи, возможность складывания конструкции крепи в транспортно-монтажное положение и перемещение её целиком без разборки внутри выработки от места демонтажа к месту установки, увеличение усилия срабатывания узлов податливости в соответствии с несущей способностью крепи и достижение их стабильной работы. Арочная податливая крепь включает соединенные между собой арочный верхняк и телескопические ножки с узлами податливости. При этом крепь целиком выполнена из коробчатого профиля, а верхняк и телескопические ножки соединены с помощью шарнира одностороннего действия. 3 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и сооружению тоннелей, а именно к креплению горных выработок рамными арочными крепями в сложных горно-геологических условиях большого горного давления и значительных смещений породного массива, а также к креплению тоннелей временными арочными крепями при их проходке комбайновым способом.

Известна металлическая арочная податливая крепь [1]. Недостатком этой крепи является то, что она выполнена из специального взаимозаменяемого профиля (СВП), поперечное сечение которого является открытым. Из сопротивления материалов, строительной механики и теории упругости известно, что открытые профили плохо воспринимают крутильные деформации и нерациональны при изгибе. Крепи горных выработок работают на сложное сопротивление - косой изгиб с кручением и сжатием, поэтому применение СВП для крепления горных выработок в сложных горно-геологических условиях и, особенно, при больших сечениях выработок не является рациональным. Кроме того, такую крепь затруднительно установить с активным распором в кровлю, а элементы этой крепи при больших сечениях тоннеля будут иметь большую массу, что затруднит ее установку.

Известна также крепь горной выработки [2], включающая соединенные между собой арочный верхняк и телескопические ножки с узлами податливости. Ее недостатком является то, что верхняк целиком выполнен из спецпрофиля и это затрудняет не только доставку на место монтажа в условиях ограниченного пространства мимо комбайна по выработке, но и демонтаж после разработки заходки комбайном. Кроме того, нижняя часть стоек выполнена из коробчатого профиля, что может вызвать большие изгибо-крутильные деформации верхняка при ее работе. Узлы податливости работают только за счет трения фланцев о внутреннюю стенку профиля, а площадь касания фланцев о стенку коробчатого профиля незначительна, поэтому усилие срабатывания узлов податливости будет небольшой и не будет соответствовать несущей способности крепи. Известно, что назначение узлов податливости, с одной стороны, - предохранить крепь от разрушения при большом горном давлении, а с другой - предохранить выработку от чрезмерных деформаций и сохранить ее поперечное сечение в рабочем состоянии. Таким образом, должны соответствовать несущей способности крепи, а крепь должна противодействовать горному давлению и сохранять выработку в рабочем состоянии в течение срока ее службы. В данном случае усилие их срабатывания значительно меньше несущей способности крепи, что приводит к большим вертикальным смещениям верхняка, а это вызывает резкое уменьшение сечения выработки и вызовет значительные просадки поверхности над ней.

Технический результат - значительное увеличение несущей способности крепи, возможность складывать конструкцию в транспортно-монтажное положение и перемещать ее целиком без разборки внутри выработки от места демонтажа перед возведением постоянной обделки к месту установки после разработки заходки комбайном, увеличение усилия срабатывания узлов податливости в соответствии с несущей способностью крепи и достижение их стабильной работы.

Технический результат достигается тем, что крепь целиком выполнена из коробчатого профиля, а верхняк и телескопические ножки соединены с помощью шарнира одностороннего действия, что позволяет переводить крепь в транспортно-монтажное положение, транспортировать вдоль выработки без разборки, быстро монтировать и демонтировать.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 показан общий вид крепи. На фиг.2 показаны ограниченные шарниры (в двух проекциях), соединяющие арочный верхняк 1 с ножками 2 крепи. На фиг. 3 показан клиновой узел податливости 3 в двух проекциях, фиксирующий телескопическое соединение прямолинейной части ножек 2.

Конструкция арочной податливой крепи целиком выполнена из холодногнутого замкнутого сварного коробчатого профиля, хорошо воспринимающего изгибно-крутильные деформации со сжатием, на которые работают крепи горных выработок. Данный профиль с высокой несущей способностью выпускается промышленностью согласно межгосударственному стандарту [3].

Крепь содержит арочный верхняк 1 и изогнутые до горизонтального диаметра, а затем прямолинейные телескопические ножки 2 с узлами податливости 3. Причем, нижняя часть ножен закрыта металлическим листом 4 и закреплена сваркой для опоры крепи на почву выработки. Верхняк 1 и ножки 2 крепи соединяются между собой шарнирами 5 одностороннего действия (фиг.1 и 2), что позволяет переводить крепь в транспортно-монтажное положение, транспортировать вдоль выработки без разборки, быстро монтировать и демонтировать. Узел податливости 3 состоит из двух клиньев, устанавливаемых в специальное окно, приваренное к внешним поверхностям большего типоразмера коробчатого профиля. Причем, со стороны установки клиньев стенка этого типоразмера вырезана, поэтому клинья при их забивке воздействуют на стенку меньшего типоразмера. Под воздействием клиньев меньший типоразмер упруго деформируется и прижимается к трем внутренним стенкам большего типоразмера, а в стенке, контактируемой с клиньями, появляется упругая волна, которая перемещается при работе узла податливости, увеличивая усилие его срабатывания и стабилизируя его работу.

Применение предлагаемого изобретения позволит:

- механизировать и разделить производственные процессы в пространстве и времени;

- довести коэффициент машинного времени работы комбайна до 0,6-0,7 вместо 0,16-0,26 в существующих технологиях проходки;

- увеличить скорость проходки в 2,5-3 раза;

- создать условия для многократного использования временной арочной крепи большой несущей способности;

- механизировать и снизить трудоемкость возведения постоянной обделки тоннеля;

- снизить себестоимость сооружения тоннелей.

Источники информации

1. Патент РФ №2029871 по классу E21D 11/14, 28.11.1991 г.

2. Патент РФ №2065966 по классу E21D 11/14, 27.08.1996 г.

3. Межгосударственный стандарт ГОСТ 30245-2003 «Профили стальные гнутые замкнутые сварные квадратные и прямоугольные для строительных конструкций», Москва. «Стандартинформ», 2008 г.

Арочная податливая крепь, включающая соединенные между собой арочный верхняк и телескопические ножки с узлами податливости, отличающаяся тем, что крепь целиком выполнена из коробчатого профиля, а верхняк и телескопические ножки соединены с помощью шарнира одностороннего действия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу ремонта горных выработок в соляных породах. .

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способу крепления горных выработок в пластичных солевых породах. .

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для крепления горных выработок, пройденных вприсечку к закладочному массиву или ранее пройденным выработкам.

Изобретение относится к горному делу, а именно к конструкциям крепи подземных горных выработок с круглой формой поперечного сечения и способам их крепления и может быть использовано при проведении горизонтальных горных выработок.

Изобретение относится к горной промышленности, точнее, к креплению горных выработок на глубоких горизонтах в условиях интенсивного смещения горных пород. .

Изобретение относится к горной технике, в частности к креплению сопряжения лавы с выемочными выработками, направления которых не сохраняются постоянными. .

Изобретение относится к горно-добывающей промышленности и может быть использована для крепления вскрывающих и подготовительных выработок, сооружаемых в горном массиве.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проходке горных выработок в сложных горно-геологических условиях и проходке выработок по обрушенным или сыпучим породам.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для крепления вертикальных и наклонных выработок круглого сечения диаметром 500-1500 мм. .

Изобретение относится к горному делу и может использоваться при креплении горных выработок. .

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к креплению подземных горных выработок металлическими рамными податливыми крепями

Изобретение относится к креплению выработок трапециевидной формы сечения металлической рамной крепью из спецпрофиля при проведении подземных выработок. Технический результат заключается в повышении несущей способности рам трапециевидной крепи. Трапециевидная крепь с контролем режима работы, включающая две прямолинейные стойки и верхняк, соединенные в раму двумя скругленными элементами с прямолинейными участками на их концах узлами податливости с ограничителями. Для повышения несущей способности крепи, за счет воздействия на верхняк горизонтальной составляющей давления массива, обусловленного бесшарнирным соединением торцов стоек и верхняка в раму узлами вертикальной и горизонтальной податливости крепи со скругленными элементами радиусом не более 0,5-0,7 м, имеющими на своих концах прямолинейные участки, равные вертикальной и горизонтальной проектной податливости крепи и величине нахлестки в узлах податливости с ограничителями, исключающими смещение их от проектного положения. За счет чего обеспечивается стабильная работа крепи в податливом режиме и плавный перевод ее работы в жесткий режим при исчерпании проектной податливости крепи, за счет роста усилий трения и смятия материала сопрягаемых элементов крепи на контакте начал изгибов скругленных участков с элементами узлов податливости. 2 ил.
Наверх