ГНУТЫЙ ПРОФИЛЬ Российский патент 1997 года по МПК E21D11/18 E21D11/14 

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

Известна конструкция гнутого симметричного профиля для шахтной крепи, состоящего из желоба с полками, на дне которого выполнен меньший желоб, ориентированный внутрь (А. Веснер. Новый тип крепи для горизонтальных выработок и слепых стволов. Глюкауф, 1962, N 7, с. 466-467).

Недостатком известной конструкции является то, что у крепи, изготовленной из этого профиля, сегменты устанавливаются в шахматном порядке, что позволяет использовать ее на прямоугольных участках. Контакт элементов в податливых узлах происходит по нижней поверхности полок и по боковым наклонным поверхностям стенок желоба. Это не обеспечивает стабильного сопротивления крепи.

В качестве прототипа принят гнутый симметричный профиль для шахтной крепи, состоящий из симметричного желоба с меньшим желобом на дне и с желобами на полках (Патент РФ N 2027860, E 21 D 11/14 от 01.07.92).

Недостатком известного профиля является то, что он предназначен для использования в крепи с установкой сегментов в шахматном порядке. Это ограничивает область его применения и снижает эффективность, так как сопряжения и закругления выработок крепятся рамной крепью из спецпрофиля. Прямолинейные стенки симметричного желоба при предельном нагружении крепи деформируются от потери устойчивости. Это снижает несущую способность крепи и не позволяет использовать ее в сложных горно-геологических условиях.

Основной задачей изобретения является повышение несущей способности и эффективности крепи.

Указанная задача решается тем, что в профиле гнутом, состоящем из симметричного желоба с меньшим желобом на дне и с желобами на полках, стенки симметричного желоба выполнены криволинейными в виде цилиндрических оболочек, ориентированных вдоль профиля; стенки симметричного желоба могут быть выполнены в виде цилиндрической оболочки, центр радиуса кривизны которой расположен выше полок профиля; стенки симметричного желоба могут быть выполнены в виде двух цилиндрических оболочек, линия сопряжения которых наклонена к оси симметрии профиля; меньший желоб может быть расположен с наружной стороны дна симметричного желоба.

Технический результат следующий:
повышается несущая способность крепи при работе в предельном состоянии, так как устойчивость профиля гнутого благодаря криволинейной форме стенок симметричного желоба увеличивается на 25-30%
повышается сопротивление крепи при работе в податливом режиме, поскольку площадь контакта криволинейных поверхностей стенок профилей, уложенных внахлестку в податливых узлах, больше площади контакта поверхностей прямоугольных стенок, особенно при больших отклонениях фактических размеров от проектных;
крепь выполняется в виде отдельных рам, что позволяет использовать ее для крепления не только прямолинейных, но и криволинейных участков и сопряжений выработок.

На фиг. 1, 2 и 3 изображены варианты исполнения профиля гнутого.

Профиль гнутый состоит из симметричного желоба 1, с дном 2, стенками 3, меньшим желобом 4, расположенным на дне 2 симметричного желоба 1, желобов 5, расположенных на полках 6 и образованных стенками 7. Стенки 3 симметричного желоба 1 выполнены криволинейными в виде цилиндрических оболочек, ориентированных вдоль профиля. Стенки 3 могут быть выполнены в виде цилиндрической оболочки 8, центр 9 радиуса кривизны R оболочки 8 расположен выше полок 6 профиля. Стенки 3 симметричного желоба 1 могут быть выполнены в виде двух цилиндрических оболочек 9 и 10, линия сопряжения 11 цилиндрических оболочек 9 и 10 наклонена к оси симметрии профиля под острым углом α, при этом радиусы кривизны оболочек 9 и 10 могут быть как одинаковыми, так и разными.

Меньший желоб 4 может быть расположен как с внутренней стороны 13, так и с наружной стороны 14 дна 2 симметричного желоба 1. Стенки 15 меньшего желоба 4 и стенки 7 желоба 5 могут быть криволинейными или прямоугольными и непараллельными друг другу. Дно желобов может выполняться криволинейным, выпуклым или вогнутым, в середине дна выступы или канавки.

В собранном виде в податливых узлах крепи один профиль (внутренний) укладывается в другой профиль (внешний), при этом стенки 3 внутреннего профиля поверхностями 16 взаимодействуют с поверхностями 17 стенок 3 внешнего профиля. Благодаря криволинейной форме стенок 3 увеличивается площадь их взаимодействия, чем обеспечиваются повышенной сопротивление и несущая способность крепи. Это позволяет применять ее в сложных горно-геологических условиях, снижая затраты на поддержание выработок.

Изобретение может быть использовано для крепления горных выработок. Сущность изобретения: профиль состоит из симметричного желоба с меньшим желобом на дне и с желобами на полках. Стенки симметричного желоба выполнены криволинейными в виде цилиндрических оболочек, ориентированных вдоль профиля. Стенки могут быть выполнены в виде цилиндрической оболочки с центром радиуса кривизны выше полок профиля или выполнены в виде двух цилиндрических оболочек, линия сопряжения которых наклонена к оси симметрии профиля. Меньший желоб может быть расположен с наружной стороны дна симметричного желоба. Технический результат: обеспечивается повышенная несущая способность при работе крепи в сложных горно-геологических условиях и повышенное сопротивление при работе в податливом режиме. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гнутый профиль, состоящий из симметричного желоба с меньшим желобом на дне и с желобами на полках, отличающийся тем, что стенки симметричного желоба выполнены криволинейными в виде цилиндрических оболочек, ориентированных вдоль профиля. 2. Профиль по п. 1, отличающийся тем, что центр радиуса кривизны стенок симметричного желоба, выполненного в виде цилиндрической оболочки, расположен выше полок профиля. 3. Профиль по п. 1, отличающийся тем, что линия сопряжения стенок симметричного желоба, выполненного в виде двух цилиндрических оболочек, наклонена к оси симметрии профиля. 4. Профиль по п. 1, отличающийся тем, что меньший желоб расположен с наружной стороны дна симметричного желоба.