РАМНАЯ КРЕПЬ Российский патент 1998 года по МПК E21D11/14 

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к рамной крепи подготовительных выработок, проводимых как по пластам различной мощности, так и вмещающим породам, и может найти применение в угольной и горнорудной промышленности.

Известна арочная рамная крепь из спецпрофиля СВП, состоящая из верхняка, двух стоек и межрамных стяжек (Б.Ф.Братченко и др. Способы вскрытия, подготовки и системы разработки шахтных полей, М.: Недра, 1985, с. 342 - 345; Н.М. Алябьев и др. Краткий справочник горного инженера угольной шахты, М.: Недра, 1982. С. 119 - 120; В.Н. Каретников и др. Крепление капитальных подготовительных горных выработок, М.: Недра, 1989. С. 52 - 61; Г.Г.Штумпф и др. Крепление и поддержание горных выработок, М.: Недра, 1993. С. 101 - 104; И.Ю. Заславский и др. Повышение устойчивости подготовительных выработок угольных шахт. М.: Недра, 1991. С. 202 - 207.

Крепежные рамы устанавливаются на некотором расстоянии друг от друга (в зависимости от величины расчетной нагрузки). Это расстояние при различной прочности элементов, выбирается в пределах 0,4 - 1,2 м (иногда бывает большим). Пространство между крепежными рамами поддерживается межрамной перетяжкой, в качестве которой применяется деревянный обапол, тес или плаха, металлическая сетка или железобетонная затяжка. Расстояние между крепежными рамами фиксируется металлическими межрамными стяжками, чаще всего из углочковой стали, устанавливаемыми с помощью хомутов (скоб), планок и гаек. В крепи однопутевой выработки устанавливается три межрамных стяжки - одна в верхней точке арки и две на бортах на стойках, в двухпутевой - две на верхняке примерно в точках, делящих верхняк на три части, и две на стойках.

Одним из недостатков металлических арочных крепей из спецпрофиля является невозможность передачи части нагрузки на соседние рамы, при нагружении одной из них, вследствие отсутствия средств для этих целей. Применяемые в настоящее время "межрамные стяжки" устанавливаются при возведении очередной рамы крепи для соединения ее с соседней рамой, ранее установленной, т.е. фактически выполняют монтажную роль поддержки в продольном - осевом направлении выработки.

Целью предлагаемого изобретения является ликвидация этого недостатка для уменьшения материалоемкости крепи и снижения трудовых затрат на возведение ее на единицу длины выработки за счет увеличения расстояния между крепежными рамами.

Указанная цель достигается путем установки четырех межрамных соединений предлагаемой конструкции (при крепи 2-х путевого сечения), двух - на верхняке крепи в точках деления его на три равные части и двух- на стойках крепи на уровне половины длины их (в свету). Межрамное соединение представляет собой равнобокий уголок с прикрепленными с помощью электросварки к его концам отрезками спецпрофиля соответствующего верхняку размера. Длина отрезков спецпрофиля определяется размером выбранного уголка, который в свою очередь принимается из условия достижения передачи на соседние верхняки расчетной части прилагаемой нагрузки.

Установка верхних межрамных соединений производится путем вставления отрезков спецпрофиля в желоб верхняка предыдущей ранее установленной рамы в места, ограниченные аналогичными отрезками и бобышками, и в такое же место желоба верхняка устанавливаемой рамы. Установка боковых межрамных соединений в дополнение к верхним заканчивается фиксацией их в аналогично заданном месте на стойках с помощью приданных им во время изготовления скоб (хомутов) путем установки планок и завинчивания гаек (в варианте крепи для однопутевого сечения устанавливается на стойках по одному межрамному соединению).

Введение в крепь вместо межрамных стяжек для фиксации продольной устойчивости и положения крепежных рам в выработке межрамного соединения, позволяющего одновременно с повышением жесткости и продольной устойчивости рам, обеспечивать передачу нагрузки с нагруженной рамы на соседние рамы, позволяет повысить несущую способность крепи и расстояние между рамами. Увеличенное расстояние между крепежными рамами определяется расчетом и зависит от прочностных качеств консолей межрамных соединений. К примеру, если консоль передает в одну сторону 10% приложенной на раму нагрузки, расстояние, определенное для данной крепи без предлагаемых межрамных соединений, между рамами увеличивается на величину не менее 10%.

Отличительные признаки заявленного объекта по сравнению с прототипом обеспечивают снижение трудоемкости крепления выработки, металлоемкости крепи, быструю и более легкую установку рам, повышает качество устанавливаемой крепи, ее более высокую несущую способность и межрамную прочность, создают возможность передачи нагрузки на соседние с нагружаемой рамы.

Таким образом вышеуказанные отличительные признаки и преимущества заявленного объекта удовлетворяют критерию существенные отличия.

На фиг. 1 изображена рама арочной металлической крепи из спецпрофиля СВП и узлы крепления межрамных соединений с верхняком и стойками; на фиг. 2 - межрамные соединения, устанавливаемые на верхняке и стойках крепежных рам.

Арочная рамная крепь из спецпрофиля предлагаемой конструкции состоит из верхняка 1, стоек 2, соединений стоек с верхняком с помощью двух хомутов 3 и межрамных соединений 4, 5. Верхняк 1 и стойка 2 представляют собой отрезки из шахтного профиля СПВ необходимой для каждого типа крепи длины и кривизны.

Одним из главных элементов предлагаемой крепи являются межрамные соединения 4, 5 (фиг. 1 и 2). Межрамные соединения, устанавливаемые на верхняках (фиг. 2, a), состоят из равнобокового уголка, к концам которого в положении углом кверху с помощью электросварки (швы-11) присоединены отрезки спецпрофиля 7. Межрамные соединения, устанавливаемые на стойки, дополнительно имеют скобы 8 (фиг. 2, б) для крепления их к стойкам. Скобы 8 помещаются на отрезки спецпрофиля 7 перед соединением отрезков с уголком с помощью электросварки. Роль скоб 8, планок 9 и гаек (в сборе-хомут) - фиксация межрамного соединения на вертикальной части стоек в заданном месте.

Межрамные соединения как на верхняке, так и на стойках с предыдущей и последующей рамами устанавливаются рядом (фиг. 1) в определенных местах верхняка - между приваренными к борту профиля бобышками 6 и на стойках выше бобышки. Кровля и борта выработки между крепежными рамами перетягивается затяжкой или перекрываются другими межрамными ограждениями, в качестве которых могут применяться деревянные обаполы, металлическая сетка, железобетонная или металлическая затяжка.

Предлагаемая конструкция крепи позволяет ускорить крепление выработки за счет увеличения расстояния между рамами, т.к. предлагаемое устройство межрамных соединений обеспечивает передачу прилагаемой к раме нагрузки на соседние рамы, повышая несущую способность системы крепи. Одновременно снижается и материалоемкость крепи.

Рамная арочная крепь из специального профиля предназначена для крепления подготовительных выработок и содержит верхняк, стойки и межрамные соединения. Последние выполнены из уголка и приваренных к нему электросваркой по концам отрезков спецпрофилей, которые вставляются в желоба профилей верхняков и стоек рам в местах, фиксируемых приваренными к бортам профиля бобышками, а на стойках дополнительно крепятся хомутами. 2 ил.

Рамная арочная крепь из специального профиля для подготовительных выработок, включающая верхняк, стойки и межрамные соединения, отличающаяся тем, что межрамные соединения выполняются из отрезков спецпрофиля и уголка между ними, соединенных электросваркой, которые устанавливаются путем вставления отрезков профиля в желоба профилей верхняков и стоек ранее установленной и устанавливаемых рам в местах, фиксируемых приваренными к бортам профиля бобышками, а на стойках дополнительно крепятся с помощью хомутов.