ГНУТЫЙ ПРОФИЛЬ ДЛЯ ШАХТНОЙ КРЕПИ Российский патент 1995 года по МПК E21D11/14 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для крепления горных выработок.

Известны конструкции гнутых несимметричных профилей для шахтной крепи, состоящие из желобов поочередно ориентированных в противоположные стороны четного количества желобов, ширина которых больше высоты. Ширина соединенных желобов отличается на толщину стенок, общая ширина профиля равна шагу установки рамной крепи [1].

Известны также конструкции гнутых профилей аналогичные описанным выше, где днища желобов выполнены изогнутыми с образованием продольных выступов в форме равнобедренного треугольника, ориентированных внутрь желобов. Основания треугольников, расположенных в большем желобе, меньше оснований треугольников, расположенных в меньшем желобе, на двойную толщину стенки профиля [2].

Однако использовать указанные профили в податливых крепях весьма затруднительно вследствие сложных и металлоемких замковых соединений, не обеспечивающих из-за малой толщины стенок профиля и большой его ширины равномерное сжатие соединяемых профилей и стабильное сопротивление крепей с этими профилями в податливом режиме.

Равномерность сжатия соединяемых внахлестку профилей и стабильность сопротивления крепи может быть достигнута использованием планок большой прочности на изгиб и сложной конфигурации, что усложняет конструкцию и повышает металлоемкость крепи. Возможно соединение элементов в каждом желобе, для чего в днищах одного из соединяемых элементов выполняют удлиненные на величину податливости отверстия и устанавливают стяжные элементы в виде накладок и болтов с гайками. Это усложняет конструкцию крепи, ограничивает ее податливость, ослабляет элементы в податливых узлах и повышает металлоемкость и стоимость крепи (по сравнению с рамными крепями из желобчатых горячекатаных профилей). Кроме того, эти профили несимметричны, что не обеспечивает их равномерное сопротивление.

В качестве прототипа принят гнутый симметричный профиль для шахтной крепи, состоящий из желоба с полками, на дне которого выполнен меньший желоб, ориентированный внутрь [3].

У крепи, изготовленной из этого профиля, контакт элементов в податливых узлах происходит по нижней поверхности полок и по боковым наклонным поверхностям стенок желоба. Сравнительно малая толщина стенок и довольно большой угол их наклона, а также плоская опорная поверхность полок приводят к тому, что при увеличении усилия сжатия профилей от действия изгибающих моментов в податливых узлах происходит расширение профиля и потеря контакта между наклонными стенками желобов, а это снижает величину и стабильность сопротивления крепи в податливом режиме.

Целью предлагаемого изобретения является повышение величины и стабильности сопротивления крепи при ее работе в сложных условиях.

Цель достигается тем, что в предлагаемом гнутом профиле для шахтной крепи состоящем из симметричного желоба с полками, отогнутыми параллельно дну, на дне которого выполнен меньший желоб, ориентированный внутрь, полки желоба снабжены стенками, установленными параллельно ближним стенкам меньшего желоба и образующими наружные желоба, ширина дна которых с внешней стороны равна или превышает ширину дна расположенных между стенками желобов. Днище желобов может быть выполнено криволинейным. Посредине дна желобов может выполняться канавка или выступ.

При скольжении профилей в податливых узлах происходит взаимодействие наклонных стенок желоба внешнего профиля с наклонными стенками желоба внутреннего профиля, а также стенок полок внешнего профиля со стенками полок внутреннего профиля, усилие прижатия этих стенок благодаря клиновидному эффекту увеличивается в несколько раз по сравнению с усилием сжатия соединяемых профилей у прототипа. Это повышает сопротивление крепи в податливом режиме и обеспечивает стабильность ее работы в этом режиме при уменьшении требуемого усилия сжатия соединяемых профилей.

Стенки меньших желобов, взаимодействующие в узлах податливости со стенками полок, при сборке крепи выполняют роль направляющих, что позволяет использовать панели с большими отклонениями по ширине, так как во время сжатия элементов стенки полок скользят по стенкам меньших желобов, устанавливая соединяемые элементы в требуемом проектном положении и достигая необходимой величины и стабильности сопротивления крепи.

На фиг. 1 показан общий вид профиля; на фиг. 2 - профиль в сборе.

Гнутый профиль состоит из симметричного желоба 1 с дном 2 и наклонными стенками 3, меньшего желоба 4, расположенного на дне 2 желоба 1 и ориентированного внутрь желоба 1, расположенных параллельно дну 2 полок 5 с примыкающими к ним стенками 6, образующими наружные желоба 7. Стенки 6 параллельны стенкам 8 меньшего желоба 4. Ширина l дна 9 с внешней стороны наружных желобов 7 равна или превышает ширину l₁ дна 2 между наклонными стенками 3 и стенками 8 меньшего желоба 4. Дно желобов может выполняться криволинейным, выпуклым или вогнутым, посредине дна - выступ или канавка.

В собранном виде стенки 6 и наклонные стенки 3 внутренних профилей 10, симметрично примыкающих к наружному профилю 11, взаимодействуют со стенками 8 и наклонными стенками 3 наружного профиля 11, а стенки 6 наружного профиля 11 взаимодействуют со стенками 6 внутреннего профиля 10. Между дном 9 наружных желобов 7 и дном 2 желоба 1 может быть зазор 12.

В податливых узлах, собранных из предлагаемого профиля, для достижения оптимального сопротивления крепи требуется значительно меньшее усилие сжатия соединяемых профилей. При стягивании профилей, имеющих отклонения по размерам желобов, происходит их самоустановка с обеспечением необходимого сопротивления крепи.

Использование предлагаемого профиля позволяет снизить металлоемкость выработок на 10-15% и уменьшить затраты на поддержание выработок.

Изобретение относится к горному делу, а именно к креплению горных выработок. Сущность изобретения: гнутый профиль для шахтной крепи состоит из симметричного желоба с полками и с выполненным на его дне меньшим желобом, ориентированным в сторону полок. Полки снабжены стенками, расположенными параллельно стенкам меньшего желоба с образованием наружных желобов. Ширина дна наружных желобов равна или больше ширины дна желоба между его стенками и стенками меньшего желоба. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. ГНУТЫЙ ПРОФИЛЬ ДЛЯ ШАХТНОЙ КРЕПИ, состоящий из симметричного желоба с полками и с выполненым на его дне меньшим желобом, ориентированным в сторону полок, отличающийся тем, что полки снабжены стенками, расположенными параллельно стенкам меньшего желоба с образованием наружных желобов, при этом ширина дна наружных желобов равна или больше ширины дна желоба между его стенками и стенками меньшего желоба. 2. Профиль по п.1, отличающийся тем, что дно желобов выполнено криволинейным. 3. Профиль по пп.1 и 2, отличающийся тем, что посредине дна желобов выполнен выступ или канавка.