СТОЙКА ШАХТНОЙ КРЕПИ Российский патент 1998 года по МПК E21D15/16 E21D15/60 

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при разработке полезных ископаемых.

Известна стойка, полученная выдавливанием внутреннего выступа в муфте, образующего сужение, включающая деревянную стойку, вставляемую в муфту. Эта стойка вдавливается в сужение муфты, когда осевая нагрузка на нее достигнет установленного значения (заявка Франции N 2506833, кл. E 21 D 15/02, 15/50, 15/54, опублик. 03.12.82).

Однако несущая нагрузка стойки по мере ее просадки в муфте зависит от величины соотношения диаметров ее и внутреннего выступа муфты. Деревянная стойка по продольной оси имеет неровную поверхность, делающую несущую способность нерегулируемой, что вносит неопределенность при расчете шахтной крепи. После достижения максимальной нагрузки данная стойка является трудноизвлекаемой. Повторное ее использование невозможно из-за больших сил трения между деревянной стойкой и сужением муфты, которые не позволяют раздвинуть стойку при установке ее на новом месте.

Известна шахтная податливая стойка, содержащая верхнее и нижнее основания, податливый узел, упругий элемент, выполненный с параллельными поверхностями сжатия (авторское свидетельство СССР N 934032, кл. E 21 D 15/44, 1982).

Однако данная податливая стойка обладает сложностью регулирования ее несущей способности, зависящей от взаимодействия буртика на стержне с извилистой поверхностью втулки переменного сечения. Извлечение таких стоек в зажатом состоянии путем их выбивания кувалдой или вытягиванием тросом сопровождается деформациями корпуса, что делает их неработоспособными в дальнейшем.

Известна стойка для шахт, состоящая из двух телескопически соединенных труб, заполненных деревянными элементами, работающими на сжатие при приложении нагрузки (заявка Франции N 2284024, кл. E 21 D 15/18, 1976).

Однако данная стойка не обеспечивает безопасность работ при ее извлечении при обрушающихся породах кровли. Извлечение такой стойки путем выбивания кувалдой или вытягиванием тросом приводит к повреждению труб, что не позволяет использовать ее повторно. Кроме того, стойка обладает незначительной податливостью, что вызывает повреждение труб и невозможность передвигаться телескопически.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является шахтная опора, состоящая из гильзы и расположенных в ней стойки и податливой вставки. Гильза выполнена коробчатой формы и снабжена расположенным внутри нее на основании рассекателем, при этом в нижней части короба на двух его противоположных сторонах, параллельных продольной оси рассекателя, выполнены продольные пазы, а податливая вставка выполнена с вырезом клиновой формы на торце, обращенном к рассекателю и установлена на последнем. Кроме того, податливая вставка выполнена составной из материалов различного сопротивления податливости (авторское свидетельство СССР N 1320432, кл. E 21 D 15/14, 1985).

Однако, данная шахтная опора не обеспечивает безопасности работ при ее извлечении в зажатом состоянии и неустойчивых породах кровли. Применение обычных средств для извлечения стоечной крепи (канатов, охватывающих стойки, кувалды) приводит к повреждению шахтной опоры и невозможности использовать ее многократно.

Задача изобретения - повышение надежности и удобства в эксплуатации стойки шахтной крепи, безопасность работ при ее извлечении и возможность многократного использования.

Для решения этой задачи известная стойка шахтной крепи, содержащая гильзу с выполненными в ее нижней части пазом и размещенные в ней одна над другой стойку и податливую вставку, дополнительно снабжена выдвижной вставкой с держателем, размещенной в гильзе на ее основании под податливой вставкой, причем держатель выдвижной вставки установлен в пазу гильзы.

Периметр основания гильзы выполнен большим периметра гильзы.

Основание гильзы снабжено направляющими, установленными на нем по бокам от паза гильзы на расстоянии, обеспечивающем свободное перемещение выдвижной вставки между ними, а также упорами для ограничения перемещения выдвижной вставки.

На фиг. 1 показана верхняя часть стойки шахтной крепи, общий вид; на фиг. 2 - сечение I-I; на фиг. 3 - сечение II-II.

В гильзе 1 с основанием 2 размещены опорная стойка 3 с верхняком-опорой 4 и податливая вставка 5, опирающаяся на жесткую выдвижную вставку 6, расположенную в гильзе 1 на основании 2. В нижней части гильзы 1 выполнен паз 7. Выдвижная вставка 6 снабжена держателем 8 в виде кольца, при этом держатель установлен в пазу 7 гильзы так, чтобы выдвижная вставка могла быть выдернута из гильзы 1. Основание 2 выступает за пределы гильзы 1 за счет того, что его периметр выполнен большим периметра гильзы. Основание 2 жестко установлено на деревянной стойке 9. На основании 2 по бокам от паза 7 гильзы установлены направляющие 10 и упоры 11, обеспечивающие свободное направленное перемещение выдвижной вставки 6 из гильзы 1 и ограничение его на краю основания 2.

Установку и извлечение стойки шахтной крепи производят следующим образом. Суммарную длину стойки 3 с опорой 4, податливой вставки 5, выдвижной вставки 6, деревянной стойки 9 выбирают равной или несколько более измеренной выемочной мощности в месте ее установки. Подгонку длины стойки шахтной крепи осуществляют путем вложения в гильзу 1 нескольких элементов податливой вставки 5 цилиндрической формы. При этом длину податливой вставки 5 выбирают в соответствии с допускаемой величиной опускания пород кровли. При необходимости на опоре 4 располагают деревянный клин (не показано) и ударом кувалды по опоре 4 (показано штриховой линией) и деревянному клину производят распор стойки шахтной крепи в выработке.

Элементы податливой вставки 5 находятся в гильзе 1 в условиях объемного сжатия поэтому обладают несущей способностью, соизмеримой с несущей способностью деревянной стойки 9. При возрастании на них нагрузки они будут выдавливаться через паз 7. Подбором размеров паза 7 добиваются того, чтобы максимальная скорость выдавливания податливой вставки 5 соответствовала при этом достижению максимальной нагрузки на деревянную стойку 9. При этом последняя не должна превосходить допускаемую нагрузку пород кровли на деревянную стойку 9. Стойку шахтной крепи устанавливают так, чтобы направление продольной оси жесткой выдвижной вставки 6 совпало с направлением ее перемещения тросом лебедки при разгрузке стойки. Для извлечения стойки шахтной крепи трос лебедки (не показано) присоединяют к жесткой выдвижной вставке 6, используя держатель 8. Затем жесткую выдвижную вставку 6 выдвигают из паза 7 до образования зазора между податливой вставкой 5 и основанием гильзы 2. Это вызывает разгрузку стойки шахтной крепи и ее падение. Ограничение перемещений и фиксация жесткой выдвижной вставки 6 (при транспортировании стойки шахтной крепи в безопасное место) производится упорами 10 и направляющими 11. Этим достигается дистанционная разгрузка стойки шахтной крепи и полная безопасность работ.

Таким образом, предлагаемая стойка шахтной крепи обеспечивает безопасность работ при дистанционной ее разгрузке в зажатом состоянии и неустойчивых породах кровли, многократное ее использование. Кроме того, она проста в изготовлении, требует минимального расхода металла. Это позволит получить существенный экономический эффект по сравнению с применяемой деревянной стоечной крепью в очистных и подготовительных выработках.

Использование: при креплении горных выработок. Сущность изобретения: стойка шахтной крепи имеет гильзу с пазом в нижней части и размещенные в ней одна над другой стойку и податливую вставку. В гильзе на ее основании под податливой вставкой размещена выдвижная вставка с держателем. Держатель установлен в пазу гильзы. Периметр основания гильзы может быть выполнен больше периметра гильзы. Основание гильзы может иметь направляющие, установленные на нем по бокам от паза гильзы на расстоянии, обеспечивающем свободное перемещение выдвижной вставки между ними. Основание гильзы может иметь упоры для ограничения перемещения подвижной вставки. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Стойка шахтной крепи, содержащая гильзу с выполненными в ее нижней части пазом и размещенные в ней одна над другой опорную стойку и податливую вставку, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена выдвижной вставкой с держателем, размещенной в гильзе на ее основании под податливой вставкой, причем держатель выдвижной вставки установлен в пазу гильзы. 2. Стойка по п.1, отличающаяся тем, что периметр основания гильзы выполнен большим периметра гильзы. 3. Стойка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что основание гильзы снабжено направляющими, установленными на нем по бокам от паза гильзы на расстоянии, обеспечивающем свободное перемещение выдвижной вставки между ними. 4. Стойка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что основание гильзы снабжено упорами для ограничения перемещения выдвижной вставки.