МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ КРЕПЬ ДЛЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК Российский патент 1995 года по МПК E21D11/14 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для совершенствования металлической рамной крепи из спецпрофиля.

При креплении горных выработок арочной металлической крепью из спецпрофиля одной из задач является установка рам с обеспечением их надежного взаимодействия на протяжении всего срока службы крепи, начиная с проведения выработки с применением буровзрывных работ. В настоящее время в Кузбассе и других угольных бассейнах для нормального взаимодействия смежных крепежных рам между собой применяются стяжки (распоры) из уголкового профиля, закрепляемые на элементах крепи резьбовыми хомутами. На одну раму устанавливается 3-4 распорки, но вследствие взрывных работ в забоях выработок, проводимых по породе или с присечкой породы, а также малого сечения распорных элементов они деформируются и плохо выполняют свои основные функции - обеспечение устойчивого положения крепежной рамы.

Известна арочная металлическая крепь с клиновым межрамным соединением, включающим П-образную соединительную скобу, охватывающую спецпрофиль рамы и установленную концами с петлями под клинья в отверстиях в одной из полок уголковых стяжек.

Не обеспечивается высокая надежность раскрепления несущих рам в крепи для подготовительных выработок, включающей стяжные элементы и распорные клинья, стяжные элементы в которой выполнены с фигурными вырезами, охватывающими распорные клинья и профили рядом стоящих рам крепи.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому для обеспечения надежного раскрепления рам крепи является металлическая арочная крепь, включающая продольные распорки, устанавливаемые между соседними рамами крепи, и узлы соединения распорок с элементами крепежных рам, состоящих из пластин-накладок, двух резьбовых хомутов; количество продольных распорок увеличено по крайней мере в 2 раза, при этом дополнительные распорки установлены диагонально.

Недостатком прототипа является повышенная сложность и металлоемкость соединительных и распорных элементов. Кроме того, различная длина продольных и диагональных распорок, одинаковых по конструкции, приводит к путанице при монтаже, так как на глаз оба вида распорок воспринимаются одинаково.

Целью изобретения является упрощение конструкции и снижение металлоемкости при сохранении достаточно высокой надежности раскрепления рам, обеспечение продольной устойчивости крепи.

Поставленная цель достигается тем, что в крепи для горных выработок, включающей рамы из спецпрофиля, межрамные распорки и соединительные узлы распорок с рамами крепи, каждый соединительный узел распорок с рамами крепи снабжен отрезком-уставкой из того же профиля, что и рамная крепь, имеющей поперечный паз в днище и установленной на стойке или верхняке крепи, пластина-накладка выполнена по крайней мере с одним ребром, входящим в поперечный паз отрезка-уставки, при этом отверстия в пластине-накладке под резьбовую П-образную скобу расположены на линии, параллельной ребру пластины-накладки, входящему в поперечный паз отрезка-уставки.

Проведенные патентные исследования показывают, что ни в патентной, ни в научно-технической литературе не имеется сведений о металлических крепях для горных выработок, которые характеризовались бы той же совокупностью существенных признаков, что и заявляемая конструкция. Поэтому предлагаемая крепь отвечает критерию изобретения "Новизна".

Сопоставительный анализ предлагаемой крепи с прототипом и аналогичными известными техническими решениями показывает, что все отличительные признаки заявляемой крепи направлены на достижение поставленной цели - упрощение конструкции и снижение металлоемкости, следовательно, они существенны, так как ни в одной из известных конструкций горных крепей не достигаются одновременно такие качества при обеспечении надежной продольной устойчивости крепи.

Так, не достигается надежной продольной устойчивости крепи при использовании межрамной связи рам крепи из спецпрофиля, выполненной в виде стяжки (распорки) с вырезами, имеющими отогнутые выступы, которые после установки распорки на элемент рамы крепи выпрямляются и становятся в одной плоскости с полками уголковых распорок. При выполнении распорок из более тяжелого профиля увеличивается металлоемкость и усложняется и без того трудоемкий процесс отгиба отогнутых выступов на раме крепи, а при легком профиле распорок они не обеспечивают необходимой устойчивости.

Область применения металлической рамной крепи из спецпрофиля, в которой межрамные стяжки (распорки) выполняют связующие функции между верхняком и стойками крепи, ограничивается выработками небольшого сечения.

При обеспечении высокой продольной устойчивости крепи устройство для соединения рам крепи, содержащее продольную балку с крепежными элементами, выполненную из двух элементов прокатного профиля, один из которых снабжен упорами, взаимодействующими с рамами крепи, другой - эксцентриковыми зажимами для фиксации рам крепи к продольной балке, не достигается простоты и малого веса распорных элементов.

Не обеспечивает достаточной продольной устойчивости крепи, не смотря на ее достаточно простую конструкцию межрамных связей, распорка-уголок, накладка и два болта с крюками вместо головки.

На основании изложенного предлагаемая конструкция крепи отвечает требованию изобретения "Существенные отличия".

На фиг.1 изображен общий вид соединительного узла элементов рамы крепи с межрамными распорками; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - элемент соединительного узла - пластина-накладка.

Металлическая крепь для горных выработок состоит из рам 1, установленных с определенным интервалом между собой и соединенных распорками 2. Соединительные узлы распорок 2 с рамами 1 шахтной крепи выполнены в виде П-образной скобы 3 с резьбой на концах, установленной с обхватом элемента (стойки или верхняка) крепи из спецпрофиля, и пластины-накладки 4. Для повышения жесткости соединительного узла и лучшей устойчивости его на крепежном элементе каждый соединительный узел распорок с рамами крепи снабжен отрезком-уставкой 5 из того же профиля, что и рама 1. Отрезок-уставка 5 имеет поперечный паз 6 в днище спецпрофиля и установлен на элемент рамы крепи из спецпрофиля в месте соединения межрамных распорок 2. Пластина-накладка 4 соединительного узла выполнена по крайней мере с одним ребром 7, входящим в поперечный паз 6 отрезка-уставки 5. Отверстия 8 в пластине-накладке 4 под резьбовую П-образную скобу 3 расположены на линии 9, параллельной ребру 7 пластины-накладки 4, входящему в поперечный паз 6 отрезка-уставки 5. Отрезок-уставка 5 (шириной около 5 см) может охватываться П-образной скобой 3, а может прижиматься к элементам рамы крепи только посредством пластины-накладки 4, притянутой скобой 3. Ребро 7, входящее в паз 6 отрезка-уставки 5 из спецпрофиля, обеспечивает устойчивое положение пластины-накладки 4 на раме крепи. Межрамные распорки 2, прикрепленные к раме 1 через пластину-накладку 4 посредством П-образной скобы 3 и гаек, жестко фиксируют одну крепежную раму относительно других рам крепи.

Применяя данную конструкцию межрамного соединения в металлической прочной крепи, достигается высокая надежность крепи за счет ее продольной устойчивости при незначительном увеличении металлоемкости по сравнению с той конструкцией, которая применяется в настоящее время (П-образная скоба и распорки). В настоящее время на шахтах Кузбасса крепится более 300 км горных выработок металлической арочной крепью и повышение надежности работы крепи имеет весьма существенное значение.

Использование: в горной промышленности. Сущность изобретения: металлическая крепь включает рамы 1 из спецпрофиля, межрамные распорки 2 и соединительные узлы распорок с рамами. Последние выполнены в виде П-образной скобы 3 с резьбой на концах, установленной с обхватом спецпрофиля рамы 1 и пластины-накладки. Каждый соединительный узел снабжен отрезком 5 из того же профиля, что и рама, имеющим поперечный паз в днище. При этом пластина-накладка выполнена с одним ребром, входящим в поперечный паз отрезка. 3 ил.

МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ КРЕПЬ ДЛЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, состоящая из рам, включающих стойки и верхняки из спецпрофиля, межрамных распорок и соединительных узлов распорок с рамами, выполненных в виде П-образной скобы с резьбой на концах, установленной с обхватом спецпрофиля рамы и пластины-накладки с отверстиями для концов скобы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции межрамных связей и снижения их металлоемкости при сохранении надежной продольной устойчивости крепи, каждый соединительный узел распорок с рамами снабжен отрезком из спецпрофиля с поперечным пазом в днище и установленным на стойке или верхняке крепи, а пластина-накладка выполнена по крайней мере с одним ребром, размещенным в поперечном пазу отрезка, при этом отверстия в пластине-накладке расположены на линии, параллельной ребру пластины накладки.