ЭЛЕМЕНТ ШАХТНОЙ КРЕПИ Российский патент 2001 года по МПК E21D11/04 E21D5/11 E21D17/00 E21D23/04 

Описание патента на изобретение RU2168637C1

Изобретение относится к горному делу, в частности к элементам крепления горизонтальных горных выработок при строительстве подземных сооружений, особенно в условиях агрессивных сред.

Известны элементы шахтной крепи в виде металлической пластины, например имеющие гофрированный профиль [1]. Несмотря на высокую прочность, такие элементы имеют высокую стоимость и подвержены коррозии.

Наиболее часто в качестве материала элементов шахтной крепи используется более дешевый железобетон, который, однако, имеет относительно высокий удельный вес. Устранение данного недостатка в основном осуществляется за счет усиления металлической арматуры, например, путем ее специальной конструкции [2] или предварительного полезного напряжения [3]. Однако нижняя часть железобетонного элемента крепи от действия изгибающего момента испытывает напряжения растяжения, плохо воспринимаемые бетоном, отчего последний растрескивается, обнажая арматуру, которая после этого быстро разрушается от коррозии.

Известно выполнение некоторых элементов шахтной крепи, например верхняка [4] и наружного покрытия [5], из стеклопластика, однако известные конструкции не полностью используют свойства этого материала - относительно легкого и не восприимчивого к условиям агрессивной среды.

В качестве прототипа выбран элемент шахтной крепи в виде многослойной пластины из железобетона с наружным слоем из стеклопластика [6]. Однако и в данной конструкции свойства стеклопластика использованы не полностью, кроме того, известному элементу присущи, хотя и в меньшей мере, недостатки, относящиеся к вышеупомянутым железобетонным элементам.

Целями изобретения являются: повышение долговечности, снижение удельного веса и себестоимости элементов шахтной крепи.

Указанные цели достигаются следующим образом.

Элемент шахтной крепи представляет из себя многослойную пластину, содержащую, как минимум, два основных слоя из пластмассы, причем наружный слой выполнен изотропным, а другой - анизотропным.

В качестве наполнителя наружного слоя лучше использовать изотропный дисперсный наполнитель, например керамзит.

В качестве наполнителя слоя с анизотропными свойствами лучше использовать стеклонаполнитель, например стеклоткань.

В качестве связующего обоих слоев лучше использовать олигомер (с гидроксильными, карбонильными, карбоксильными, эпокси- и другими функциональными группами). Причем наилучший результат достигается, когда связующее верхнего слоя имеет дисперсную структуру, а связующее слоя с анизотропными свойствами - доменную структуру. В качестве олигомера лучше и дешевле использовать природную фенолсодержащую смолу, которую можно модифицировать амино- и эпоксигруппами.

Изобретение поясняется чертежом, состоящим из одной фигуры, на которой представлен общий вид элемента шахтной крепи в аксонометрии.

Изобретение поясняется на примере пластмассового элемента крепи, используемого в качестве бортовой или кровельной панели.

Двухслойная панель состоит из наружного слоя 1 с керамзитным наполнителем 2 и внутреннего слоя 3 с наполнителем из нескольких слоев стеклоткани 4. В качестве связующего-матрицы может быть использована любая смола-олигомер, например эпоксидная или фенолформальдегидная, причем матрица 5 имеет дисперсную структуру, а матрица 6 - доменную.

После установки панели между рамами крепи панель начинает подвергаться воздействию статической нагрузки от давления породы и динамической нагрузке - ударной от местных вывалов и выпадения кусков нарушенных пород, циклической от передающихся через породу и другие элементы крепи вибраций от работающих механизмов. При этом наружный слой 1 в основном испытывает напряжения сжатия в двух плоскостях (от давления породы и изгиба) и ударные нагрузки, которые демпфируются за счет пористости керамзита 2 и пластичности матрицы 5 с дисперсной структурой. Изотропные свойства этого слоя позволяют минимизировать его толщину. Слой 3 испытывает в основном напряжения растяжения и воздействия агрессивных сред. Разрушения слоя 3 не происходит, т.к. доменная матрица 6 в сочетании со стеклотканью 4 слоя 3 обладает синергизмом механических и защитных свойств.

Предлагаемый элемент имеет плотность в два раза меньшую, чем железобетон, в несколько раз больший эффективный срок использования, более низкую себестоимость. Кроме того, элемент обладает высокой виброустойчивостью, не восприимчив к агрессивным средам, повышенной влажности и перепадам температур. При ручном монтаже такой монтаж производится не двумя, а одним рабочим.

Источники информации
1. Патент РФ N 2091590, 1997.

2. Патент РФ N 2020226, 1994.

3. Патент РФ N 2047716, 1995.

4. Патент РФ N 2064583, 1996.

5. Публикация Японии N 08260898, 1996 (заявка N 07086448, 1995).

6. Публикация Японии N 11081888, 1999 (заявка N 09259438, 1997).

Похожие патенты RU2168637C1

название год авторы номер документа
МНОГОСЛОЙНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО НАНЕСЕНИЯ 2000
  • Томских С.С.
RU2191762C2
ДОРОЖНЫЙ ЭЛЕМЕНТ И СПОСОБ УКЛАДКИ И РЕМОНТА ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ С ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ 2001
  • Томских С.С.
RU2187594C1
СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ, СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ТАКОГО ПОКРЫТИЯ И МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ТРУБА 2000
  • Томских С.С.
  • Жирков М.А.
RU2202578C2
ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ТРУБНЫХ ДОСОК И ОХЛАЖДАЮЩИХ ТРУБ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2001
  • Томских С.С.
RU2190175C1
ПОЛ 2000
  • Томских С.С.
RU2179219C1
ДОБАВКА В БЕТОН И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 2000
  • Томских С.С.
RU2181348C1
СОСТАВ СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ ЗАЩИТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2001
  • Томских С.С.
RU2213754C2
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОТ КОРРОЗИИ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 2000
  • Томских С.С.
  • Жирков М.А.
RU2194064C2
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ НЕФТЯНОГО ШЛАМА И ПРОТИВОМОРОЗНАЯ ДОБАВКА К СТРОИТЕЛЬНЫМ МАТЕРИАЛАМ 2000
  • Томских С.С.
RU2191754C2
ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2000
  • Томских С.С.
RU2175339C1

Реферат патента 2001 года ЭЛЕМЕНТ ШАХТНОЙ КРЕПИ

Изобретение относится к горному делу, в частности к элементам крепления горизонтальных горных выработок при строительстве подземных сооружений, особенно в условиях агрессивных сред. Решаемые задачи - повышение долговечности, снижение удельного веса и себестоимости элементов шахтной крепи. Предлагаемый элемент шахтной крепи представляет из себя многослойную пластину, содержащую, как минимум, два основных слоя из пластмассы, причем наружный слой выполнен изотропным, а другой - анизотропным. В качестве наполнителя наружного слоя может использоваться изотропный дисперсный, а анизотропного слоя - стеклонаполнитель. В качестве связующего может быть олигомер, в качестве дисперсного наполнителя - керамзит, в качестве стеклонаполнителя - слой стеклоткани, связующее наружного слоя может иметь дисперсную структуру, связующее другого слоя - доменную, а в качестве олигомера может использоваться фенолсодержащая смола, в том числе модифицированная введением амино- и эпоксигрупп. 9 з.п.ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 168 637 C1

1. Элемент шахтной крепи в виде многослойной пластины, хотя бы один из слоев которой выполнен анизотропным из пластмассы, отличающийся тем, что содержит два основных слоя из пластмассы, причем наружный слой выполнен изотропным. 2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что в качестве наполнителя наружного слоя используется изотропный дисперсный наполнитель. 3. Элемент по п.1, отличающийся тем, что в качестве наполнителя слоя с анизотропными свойствами используется стеклонаполнитель. 4. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что в качестве связующего обоих слоев используется олигомер. 5. Элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве дисперсного наполнителя используется керамзит. 6. Элемент по п.1 или 3, отличающийся тем, что в качестве стеклонаполнителя используется как минимум один слой стеклоткани. 7. Элемент по п.1 или 4, отличающийся тем, что связующее наружного слоя имеет дисперсную структуру. 8. Элемент по п.1 или 4, отличающийся тем, что связующее слоя с анизотропными свойствами имеет доменную структуру. 9. Элемент по п.1 или 4, отличающийся тем, что в качестве олигомера используется природная фенолсодержащая смола. 10. Элемент по любому из пп.1, 4 и 9, отличающийся тем, что смола модифицирована введением амино- и эпоксигрупп.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2168637C1

JP 11081888 A, 26.03.1999
КРЕПЬ ДЛЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК 1994
  • Суханов Александр Викторович
  • Попов Валерий Георгиевич
  • Иванов Константин Петрович
  • Каледин Владимир Олегович
RU2064583C1
Крепь для горных выработок 1988
  • Чугай Михаил Иванович
  • Болотских Николай Степанович
  • Шагин Александр Львович
  • Бабушкин Даниил Михайлович
  • Инфантьев Алексей Николаевич
  • Иовенко Валентин Игнатьевич
SU1571254A1
Крепь рудоспуска магнитных полезных ископаемых 1988
  • Суровцев Александр Васильевич
  • Яковлев Петр Иванович
SU1608348A1
ГОФРИРОВАННЫЙ ПРОФИЛЬ ДЛЯ ГОРНОЙ КРЕПИ И ГОРНАЯ КРЕПЬ 1995
  • Коваленко Николай Ефимович
  • Станкус Всеволод Модестович
  • Сквирский Евгений Александрович
RU2091590C1
СТЕКЛОПЛАСТИКОВАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СТОЙКА 0
  • В. Докукин, А. И. Зайцев, К. М. Иванов, С. П. Карасев, С. В. Мамонтов, А. М. Плотников, Г. Е. Снрин, В. Д. Фирстов,
  • Н. Хорин, Н. Н. Заславский, Б. С. Львов, В. В. Петухов,
  • Г. С. Хрипко А. И. Зекцер
  • Институт Горного Дела А. А. Скочинского
SU347432A1
Шахтная стойка 1973
  • Мельников Эдуард Федорович
  • Манко Анатолий Александрович
  • Ялевский Владлен Данилович
  • Рощупкин Георгий Иванович
SU592986A1

RU 2 168 637 C1

Авторы

Томских С.С.

Даты

2001-06-10Публикация

2000-05-24Подача