АРОЧНАЯ МНОГОЗВЕННАЯ КРЕПЬ Российский патент 1996 года по МПК E21D11/14 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для крепления горных выработок.

Известны конструкции арочных многозвенных крепей, состоящих из рам, выполненных в виде соединенных внахлестку податливыми узлами криволинейных элементов из спецпрофиля (1, 2). Недостатком этих крепей является одинаковая величина нахлестки во всех податливых узлах независимо от характера приложения нагрузок.

Наиболее близким аналогом является арочная многозвенная крепь, состоящая из рам, выполненных в виде соединенных внахлестку податливыми узлами криволинейных элементов из спецпрофиля, которая в зоне действия повышенных нагрузок усилена в виде двойного слоя спецпрофиля, образованного дополнительным криволинейным элементом, податливо прикрепленным замками к основному (3). Недостатком известной крепи является то, что в зоне действия повышенных нагрузок усиление крепи произведено дополнительным криволинейным элементом, податливо прикрепленным замками к верхнему криволинейному элементу без учета неравномерного нагружения, а концы элементов в податливых узлах имеют криволинейную форму. Это усложняет конструкцию и увеличивает металлоемкость крепи, так как имеются дополнительные элементы и замки для их соединения. Криволинейная форма концов элементов в податливых узлах усложняет технологию изготовления крепи, так как требуется дополнительная операция по формовке концов.

Основной задачей предлагаемого изобретения является сохранение высокой несущей способности крепи в условиях неравномерного нагружения, упрощение конструкции и технологии изготовления крепи, снижение металлоемкости.

Задача решается тем, что в арочной многозвенной крепи, состоящей из рам, выполненных в виде соединенных внахлестку податливыми узлами криволинейных элементов из спецпрофиля, усиленной в зоне действия повышенных нагрузок за счет создания двойного слоя спецпрофиля, двойной слой спецпрофиля выполнен в виде увеличенной нахлестки в податливых узлах, концы элементов в податливых узлах выполнены прямолинейными, длина прямолинейных участков меньше величины нахлестки; при этом длина всех элементов может быть одинаковой; радиусы изгиба элементов могут иметь разную величину, а замки могут взаимодействовать и смещаться вместе с концами прилегающих элементов.

Технический результат следующий:
обеспечивается повышенная несущая способность крепи в условиях неравномерного по периметру рам нагружения, так как нахлестка устанавливается в зависимости от ожидаемой нагрузки и величины изгибающего момента в каждом податливом узле;
обеспечивается равномерность и одинаковое сопротивление узлов при разной степени их нагружения, исключаются случаи их деформации и отказа в работе;
упрощается конструкция и технология изготовления крепи, так как длина элементов может быть одинаковой, а их концы выполнены прямолинейными;
снижается металлоемкость крепи.

На фиг. 1 изображена четырехзвенная крепь при действии вертикальной нагрузки; на фиг.2 та же крепь при действии наклонной нагрузки; на фиг.3 - пятизвенная крепь при действии вертикальной нагрузки.

Арочная многозвенная крепь состоит из рам, выполненных из двух и более верхних 1, двух боковых 2 элементов криволинейной формы, изготовленных их спецпрофиля и соединенных внахлестку в податливых узлах 4 замками 5 болтового, клинового или другого типа, замки 5 взаимодействуют и смещаются с концами профилей прилегающих элементов. Нахлестка "а" в податливых узлах 3, расположенных в зоне действия повышенных нагрузок, увеличена по сравнению с нахлесткой "в" в остальных податливых узлах 4, расположенных вне зоны повышенных нагрузок. Элементы могут иметь одинаковую или разную длину, радиусы изгиба элементов могут быть разными. У пятизвенных крепей стрельчатой формы радиус изгиба R₁ верхнего элемента 6 меньше радиуса изгиба R₂ верхних элементов 7, примыкающих к нему, а радиус изгиба R₂ верхних элементов 7 меньше радиуса изгиба R₃ боковых элементов 2. Эта крепь имеет повышенную несущую способность при преобладающих вертикальных нагрузках. У четырехзвенных крепей верхние элементы 1 также могут иметь меньшие радиусы изгиба R₁, чем боковые элементы. Крепь может иметь несимметричную форму, в этом случае радиус изгиба R₁ одного из верхних элементов 1 будет меньше радиуса изгиба R₂,примыкающего к нему верхнего элемента. Концы элементов крепи выполнены прямолинейными. Длина прямолинейных участков 8 l_пр, расположенных в податливых узлах, меньше величины нахлестки "а" и "в" элементов. Прямолинейные участки концов нижних элементов 2, устанавливаемых на почву выработки, могут иметь большую длину, чем прямолинейные участки в податливых узлах, и устанавливаться вертикально или наклонно к почве выработки.

При работе крепи в податливых узлах, расположенных в зоне действия повышенных нагрузок, увеличиваются изгибающие моменты, которые за счет увеличенной нахлестки, повышающей сопротивление изгибу за счет двойного слоя спецпрофиля в два раза, воспринимаются без деформаций замковых соединений при сохранении требуемого сопротивления крепи. Благодаря этому по периметру рам крепи создаются участки с повышенным сопротивлением на изгиб, что обеспечивает работоспособность крепи в сложных условиях при неравномерном нагружении.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для крепления горных выработок. Обеспечивает стабильное и высокое сопротивление крепи в условиях неравномерного по периметру рам нагружения. Арочная многозвенная крепь состоит из рам, выполненных в виде соединенных внахлестку податливыми узлами криволинейных элементов из спецпрофиля, нахлестка в податливых узлах, расположенных в зоне действия повышенных нагрузок, увеличена по сравнению с нахлесткой в остальных податливых узлах. При этом все элементы могут иметь одинаковую длину, радиусы их изгиба отличаться, их концы иметь прямолинейные участки, а замки взаимодействовать и смещаться с концами прилегающих элементов. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Арочная многозвенная крепь, состоящая из рам, выполненных в виде соединенных внахлест податливыми узлами криволинейных элементов из спецпрофиля, которая в зоне действия повышенных нагрузок усилена за счет создания двойного слоя спецпрофиля, отличающаяся тем, что двойной слой спецпрофиля выполнен в виде увеличенной нахлестки в податливых узлах, концы элементов в податливых узлах выполнены прямолинейными, а длине прямолинейных участков этих элементов в податливых узлах меньше величины нахлестки. 2. Крепь по п.1, отличающаяся тем, что длина всех элементов одинакова. 3. Крепь по п.1, отличающаяся тем, что радиусы изгиба элементов имеют разную величину. 4. Крепь по пп.1 3, отличающаяся тем, что замки в податливых узлах установлены с возможностью взаимодействия с концами прилегающих элементов.