ОГРАДИТЕЛЬНЫЙ ЩИТ ДЛЯ ЩИТОВОЙ КРЕПИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК E21D23/04 

Изобретение относится к оградительному щиту для щитовой крепи для подземной горной выработки, содержащему по меньшей мере один покрывной лист, по меньшей мере два присоединительных шарнира для верхняка, посредством которых верхняк кровли может шарнирно устанавливаться на оградительном щите, и боковые листы, расположенные попарно, со штифтовыми гнездами для крепления рычагов шарнирно-рычажного механизма на оградительном щите. Изобретение относится, далее, также к способу изготовления оградительного щита для щитовой крепи для подземной горной выработки, причем оградительный щит имеет покрывной лист, два присоединительных шарнира для шарнирного соединения оградительного щита с верхняком кровли и боковые листы, расположенные попарно, со штифтовыми гнездами для соединения оградительного щита с рычагами шарнирно-рычажного механизма.

В подземной горной выработке, для того чтобы во время выработки минералов выдерживать открытыми полые пространства для надежного расположения добычных машин в так называемом выемочном штреке, используются изменяемые по высоте щитовые крепи или щитовые крепежные стойки, которые, как правило, имеют два горизонтальных полоза, шарнирно-рычажный механизм, большей частью с четырьмя рычагами, используемыми в качестве лемнискатного механизма, оградительный щит и верхняк кровли, шарнирно связанный с оградительным щитом. Благодаря выдвиганию гидравлических цилиндров, которые поддерживают верхняк кровли на горизонтальных полозьях, верхняк кровли прижимается к так называемому висячему боку, в то время как оградительный щит предотвращает обрушение горной породы сзади или на стороне закладывания выработки пустой породой добычной установки.

Многочисленные заявки на получение правовой охраны относятся к созданию щитовой крепи, формам выполнения горизонтальных полозьев, а также конструктивному устройству верхняка кровли. Оградительный щит при этом большей частью рассматривается лишь в качестве соединительного элемента между шарнирно-рычажным механизмом и верхняком кровли и с давних пор изготовляется без изменений.

Задача изобретения состоит в том, чтобы конструктивно усовершенствовать оградительный щит для подземной щитовой крепи, с тем, чтобы оградительный щит мог изготовляться с использованием современных методов изготовления, по возможности, экономично и одновременно также могло выдерживать повышенные усилия изгиба и кручения.

Эта задача в отношении оградительного щита согласно изобретению решается благодаря тому, что каждый присоединительный шарнир для верхняка является составляющей частью продолговатого конструктивного узла, который изготавливается отдельно и который на передней стороне имеет проушину для штифта, выступающую вперед, которая имеет плоскую нижнюю сторону для прилегания к покрывному листу, которая задним концом входит в промежуточное пространство между боковыми листами пары боковых листов, причем, по выбору, продолговатый конструктивный узел приварен с помощью сварных швов к стыкам между конструктивным узлом и боковыми листами и жестко сварен с боковыми листами и/или жестко приварен к покрывному листу посредством сварных швов на стыках между конструктивным узлом и покрывным листом. Задача в отношении способа изготовления оградительного щита решается благодаря тому, что каждый присоединительный шарнир для верхняка является составляющей частью продолговатого конструктивного узла, который изготовляется отдельно и на передней стороне имеет выступающую проушину для штифта, плоскую нижнюю сторону, а также задний конец, причем в процессе изготовления задний конец конструктивного узла вставляется в промежуточное пространство между боковыми листами пары боковых листов и с помощью сварных швов соединяется с боковыми листами и/или с покрывным листом.

В предпочтительном варианте выполнения способа сначала продолговатый конструктивный узел вставляется в промежуточное пространство между боковыми листами пары боковых листов и посредством сварных швов соединяется с ними, прежде чем конструктивный узел и пара боковых листов приварятся к покрывному листу в качестве промежуточной или главной конструктивной единицы. Можно, однако, также сначала приварить продолговатый конструктивный узел к покрывному листу. Решение согласно изобретению в качестве значительного признака решения включает в себя образование продолговатого конструктивного узла таким образом, что не только на передней стороне этого конструктивного узла выполнена проушина для штифта для присоединения верхняка кровли, но что он своей плоской нижней стороной крепится к покрывному листу относительно длинным участком, в частности, может привариваться с помощью просто наносимых сварных швов. Оградительный щит устроен одновременно таким образом, что продолговатый конструктивный узел своим задним концом может вдвигаться или вставляться между боковыми листами и при необходимости также там привариваться.

Соединение сваркой конструктивного узла и пары боковых листов может проводиться вначале, чтобы после этого промежуточный или главный конструктивный узел, состоящий из продолговатого конструктивного узла с проушиной для штифта и парой боковых листов, приварить к покрывному листу в виде нижней конструктивной единицы, изготовленной предварительно. Эта конструкция оградительного щита или такое проведение способа при изготовлении оградительного щита приводят к значительному снижению количества отдельных деталей, необходимых для изготовления оградительного щита; одновременно предлагается возможность относительно простым образом выдерживать заданные размеры между проушиной для штифта для присоединительного шарнира для верхняка, с одной стороны, и штифтовых гнезд для крепления рычагов, с другой стороны, так как эта нижняя конструктивная единица или главный конструктивный узел может собираться вместе, прежде чем осуществится ее окончательное крепление на покрывном листе. Кроме того, обеспечивается, что продолговатый конструктивный узел, с одной стороны, и пара боковых листов, с другой стороны, могут соединяться между собой с помощью достаточного числа сварных швов, прежде чем на конечном этапе этот промежуточный или главный конструктивный узел с помощью сварных швов, предпочтительно с помощью сварных швов, проходящих вдоль наружных стенок продолговатого конструктивного узла и боковых листов каждой пары боковых листов, осуществится приваривание и прикрепление промежуточного конструктивного узла к покрывному листу. Альтернативно, однако, также возможно сначала приварить к покрывному листу предварительно изготовленный продолговатый конструктивный узел и лишь затем пару боковых листов установить на покрывном листе таким образом, чтобы задний конец конструктивного узла зашел в промежуточное пространство. В этом положении затем пара боковых листов сваривается с покрывным листом. При желании можно затем еще соединить сваркой конструктивный узел и пару боковых листов.

Продолговатый конструктивный узел выполнен предпочтительно в виде сварной конструкции, которая имеет две внешние плоские листовые полосы, которые соединены с помощью по меньшей мере одного поперечного пояса и благодаря этому имеют повышенную жесткость относительно друг друга. В предпочтительном варианте выполнения можно затем между листовыми полосами вварить изогнутые защитные пояса, с помощью которых достигается дополнительное повышение жесткости листовых полос относительно друг друга. В случае особенно предпочтительного решения согласно изобретению защитные пояса расположены по обе стороны поперечной перемычки и конструктивный узел, предпочтительно посредством сварных швов, которые соединяют кромки прикрывающих поясов с внутренними сторонами плоских листовых полос, а также с поперечной перемычкой или друг с другом, образуется в частично закрытую конструкцию. Нижние кромки листовых полос проходят при этом предпочтительно плоско и образуют, таким образом, зону прилегания продолговатого конструктивного узла к покрывному листу. Для того чтобы с помощью конструктивного узла, по возможности простым способом образовать присоединительный шарнир для верхняка, особенно предпочтительно, если листовые полосы имеют каждая закругленный передний конец, который снабжен проушиной круглой формы, так что при соосном расположении обоих проушин круглой формы двух листовых полос, соединенных в продолговатый конструктивный узел, создается приемное гнездо для шарнирного штифта или приемное гнездо для поворотной цапфы для шарнирного штифта для соединения верхняка кровли с оградительным щитом. Весь продолговатый конструктивный узел может состоять из нескольких отдельных частей, предпочтительно из приблизительно пяти-восьми отдельных частей, в зависимости от числа примененных защитных поясов, благодаря чему в целом достигаются пониженные издержки производства для изготовления продолговатого конструктивного узла. Одновременно этот же конструктивный узел может изготовляться соответственно отдельно, а затем использоваться для получения каждого присоединительного шарнира для верхняка.

Особенно простая конструкция оградительного щита достигается также благодаря тому, что согласно предпочтительному варианту выполнения между боковыми листами пары боковых листов вварен только один отдельный поперечный элемент. Предпочтительным образом только один поперечный элемент служит затем лишь исключительно для того, чтобы можно было изготовлять пару боковых листов в виде промежуточного продукта, при котором с достаточно высокой точностью выдерживания заданных размеров оба боковых листа расположены плоскопараллельно относительно друг друга и расположены, в сущности, на заданном промежуточном пространстве относительно друг друга, размеры которого достаточны для того, чтобы продолговатый конструктивный узел можно было вставить между боковыми листами. Особенно предпочтительно, если поперечный элемент состоит из изогнутого листового элемента, как, например, из профильного элемента полукруглой или полуовальной формы, который соответственно торцевыми концами приварен к внутренним сторонам боковых листов. Нижние кромки изогнутого листового элемента могут затем одновременно в смонтированном состоянии накладываться на покрывной лист и там снова привариваться с помощью точечной сварки или предпочтительно посредством сплошных сварных швов. В боковых листах предпочтительно с обеих сторон поперечного элемента соответственно вырезано отверстие в качестве приемного штифтового гнезда для крепления рычагов посредством вставляемых в отверстия шарнирных штифтов для рычагов. Вырезание отверстий приемного штифтового гнезда осуществляется предпочтительно перед сваркой продолговатого конструктивного уза с парой боковых листов, в зависимости от проведения способа, перед или после соединения боковых листов в пару боковых листов с промежуточным пространством.

После того как сначала два главных конструктивных узла, состоящих соответственно из продолговатого конструктивного узла и приваренной пары боковых листов, приварены к покрывному листу, для окончательной установки оградительного щита соответственно к обращенным друг к другу боковым поверхностям соседних боковых листов пар боковых листов предпочтительно привариваются прямоугольные листы жесткости, которые нижней кромкой прилегают к покрывному листу и там приварены. В случае по меньшей мере трех ограничительных кромок листов жесткости, расположенных под прямым углом относительно друг друга, можно с их помощью простым образом достичь повышения жесткости оградительного щита между боковыми листами пар боковых листов, так что конструктивные элементы продолговатого конструктивного узла и пар боковых листов одновременно образуют подкосы, повышающие жесткость покрывного листа в состоянии монтажа. К покрывному листу между двумя парами боковых листов может быть, далее, приварена опорная консоль для присоединения углового цилиндра между оградительным щитом и верхняком кровли, причем опорная консоль предпочтительно состоит из литой детали. Далее, предпочтительным образом листы жесткости и опорная консоль могут привариваться к защитному поясу, который имеет выемки для частичного прохождения листов жесткости и для головной части опорной консоли.

В альтернативном варианте выполнения оградительного щита согласно изобретению нижние кромки листовых полос можно по меньшей мере частично снабдить глубокими фасками для размещения сварных швов между листовыми полосами и покрывным листом и/или нижние кромки боковых листов по меньшей мере частично снабдить глубокими фасками для размещения сварных швов между продолговатым конструктивным узлом и покрывным листом. Выполнение глубоких фасок позволяет, следовательно, во-первых, наносить относительно более сильные сварные швы, а во-вторых, делает возможным тесное схватывание друг с другом продолговатого конструктивного узла и перекрывающих его боковых листов пары боковых листов, собственно в том случае, если сварные швы между продолговатым конструктивным узлом и покрывным листом выступают по бокам. Далее, предпочтительным образом листовые полосы продолговатого конструктивного узла, расположенные в смонтированном состоянии внутри, на своей верхней стороне могут быть снабжены углублением для приема закрывающего листа, который проходит от одной листовой полосы, расположенной снаружи, ко второй листовой полосе, расположенной снаружи, и предпочтительно приварен к ней.

Далее, задние кромки боковых листов могут быть снабжены выступами, причем между выступами и покрывным листом размещена и приварена закрывающая перемычка, проходящая по ширине покрывного листа.

Дальнейшие преимущества и формы выполнения оградительного щита, а также проведения способа изготовления оградительного щита получаются из последующего описания предпочтительного примера выполнения оградительного щита щитовой крепи, описанного на фигурах. На чертежах показывают:

Фиг.1 щитовую крепь для подземной горной выработки с оградительным щитом согласно изобретению, вид сбоку;

Фиг.2 вид в перспективе оградительного щита согласно первому варианту выполнения в виде снизу в конце способа изготовления;

Фиг.3A, 3B, 3C основные этапы способа изготовления оградительного щита из фиг.2;

Фиг.4 предварительно изготовленный главный конструктивный узел, применяемый при изготовлении оградительного щита по фиг.2;

Фиг.5 вид в перспективе продолговатого конструктивного узла с присоединительным шарниром для верхняка;

Фиг.6 конструктивный узел из фиг.5 в детализированном изображении;

Фиг.7 нижний конструктивный узел для изготовления главного конструктивного узла из фиг.4;

Фиг.8 основные элементы нижнего конструктивного узла согласно фиг.7 в детализированном изображении;

Фиг.9 вид в перспективе оградительного щита согласно второму варианту выполнения в виде снизу в конце способа изготовления;

Фиг.10A, 10B, 10C основные этапы способа согласно второму варианту проведения способа в соответствии с изобретением при изготовлении оградительного щита из фиг.9;

Фиг.11 вид в перспективе продолговатого конструктивного узла с присоединительным шарниром для верхняка при оградительном щите согласно второму варианту выполнения; и

Фиг.12 вид в перспективе пары боковых листов в качестве нижнего конструктивного узла при оградительном щите согласно второму варианту выполнения.

На фиг.1 представлена щитовая крепь для подземной горной выработки, обозначенная в целом позицией 1, с помощью которой, в частности, добычной штрек, в котором расположена добычная машина, как и цепной скребковый транспортер с пристроенной направляющей для машины, может держаться открытым и одновременно добычная установка может передвигаться. Щитовая крепь 1 известным само по себе образом имеет два полоза 2, расположенных рядом друг с другом, которые в подземной горной выработке обозначаются как горизонтальные полозья, так как они накладываются на основание горной породы, образующее почву очистного забоя. На каждый горизонтальный полоз 2 опирается соответственно мощный гидравлический цилиндр 3, установленный с возможностью многократно выдвигаться, который в подземных горных работах обозначается, как гидравлическая стойка, и головка цилиндра которого нажимает снизу на верхняк 4 щита, который в последующем, как это является обычным в горном деле, обозначается как верхняк кровли, так как он прижимается к породе, образующей потолок очистного забоя, так называемой кровле. Благодаря вдвиганию и выдвиганию гидравлического цилиндра 3 может устанавливаться расстояние между горизонтальными полозьями 2 и верхняком 4 кровли, причем с помощью шарнирно-рычажного механизма 6, включающего в себя соответственно два рычага 5, который в данном случае выполнен в виде лемнискатного рычажного механизма, посредством оградительного щита 10, а также углового цилиндра 7 обеспечивается, что горизонтальные полозья 2 и верхняк 4 кровли в любом состоянии выдвигания гидравлического цилиндра 3 расположены, в сущности, плоскопараллельно относительно друг друга. Шарнирно-рычажный механизм 6 имеет соответственно передний рычаг 5 и задний рычаг 5, которые на расстоянии друг от друга опираются на два штифтовых гнезда 11 и 12, а также на полоз 2. Штифтовые гнезда 11 и 12 выполнены соответственно в боковом листе 13 оградительного щита 10, а верхняк 4 кровли связан, далее, с оградительным щитом 10 посредством шарнирного штифта, не показанного здесь подробно, который предпочтительно через выемку 8 в верхняке 4 кровли может вдвигаться в присоединительный шарнир верхняка на оградительном щите 10, чтобы оградительный щит 10 и верхняк 4 кровли шарнирно соединить между собой. Угловой цилиндр 7, который одним своим концом присоединен к опорной консоли на оградительном щите 10, а другим своим концом - к верхняку 4 кровли, служит для дополнительного повышения жесткости шарнирного соединения между оградительным щитом 10 и верхняком 4 кровли и может по выбору нагружаться или разгружаться с помощью гидравлики.

Изобретение относится, в сущности, к построению, форме и способу изготовления оградительного щита 10, и оградительный щит 10 согласно первому варианту выполнения со своими отдельными частями в перспективе изображен на фиг.2. Оградительный щит 10 имеет прочный, в данном случае прямоугольный покрывной лист 14, соответствующий по всей ширине и длине оградительному щиту 10, на нижней, относительно состояния монтажа согласно фиг.1, стороне которого установлены или приварены отдельные структурные элементы для шарнирного установления рычагов, углового цилиндра и шарнирного штифта для верхняка кровли. Из фиг.2 хорошо видно, что на нижней стороне покрывного листа 14 расположена первая пара 15 боковых листов 13, 16, и на боковом расстоянии от нее расположена вторая пара 15 боковых листов 13, 16, причем соответственно боковые листы, лежащие снаружи, обозначены позицией 13, а боковые листы, лежащие внутри, обозначены позицией 16. Отдельные боковые листы могут быть образованы, однако, квазиидентичными друг с другом. Соответственно на наружных сторонах наружных боковых листов 13, разумеется, закреплены фиксирующие устройства 17, чтобы вставить и закрепить против ослабления шарнирные штифты 18 для шарнирного присоединения рычагов 5 (фиг.1) между боковыми листами 13, 16 каждой пары 15 боковых листов.

В то время как задние штифтовые гнезда 11 расположены вблизи заднего конца боковых листов 13, 16 или покрывного листа 14, присоединительный шарнир 21 для верхняка, через который шарнирный штифт может продвигаться для соединения верхняка (4) кровли (фиг.1) с оградительным щитом 10, выступает за переднюю кромку покрывного листа 14. Особенность оградительного щита 10 согласно изобретению состоит в том, что присоединительный шарнир 21 для верхняка расположен на переднем конце 24 конструктивного узла 20, который своей плоской нижней стороной 22 прилегает к покрывному листу 14 и там приварен, и который своим задним концом 24A входит в промежуточное пространство между боковыми листами 13, 16 и посредством не показанных сварных швов на стыках между конструктивным узлом 20, с одной стороны, и боковыми листами 13, 16, с другой стороны, приварен к ним. Благодаря сварному соединению конструктивного узла 20 с боковыми листами 13, 16 можно на первом этапе способа изготовить главный конструкционный узел 40, который состоит из боковых листов 13, 16, жестко связанных друг с другом, а также из конструктивного узла 20 с присоединительным шарниром 21 для верхняка на переднем конце.

Для пояснения ссылка делается на фиг.4, на которой главный конструкционный узел 40 изображен детально, а также на фиг.3A, которая показывает первый этап изготовления оградительного щита 10 согласно изобретению. На фиг.3A один из, в целом, двух главных конструктивных узлов 40 уже приварен к нижней стороне покрывного листа 14. В частности, на фиг.4 хорошо видно, что главный конструктивный узел 40 состоит, во-первых, из конструктивного узла 20, который на своем переднем конце 24 снабжен присоединительным шарниром 21 для верхняка, и, во-вторых, из пары 15 боковых листов, причем боковые листы 13, 16 усилены с образованием жесткого нижнего конструктивного узла с помощью поперечного элемента 19, прежде чем конструктивный узел 20 своим нижним концом 24A соединится с парой 15 боковых листов с помощью сварных швов. Так как, во-первых, нижний конструктивный узел 20 и, во-вторых, пара 15 боковых листов могут изготовляться отдельно, а затем могут собираться в промежуточный или главный конструктивный узел 40, прежде чем осуществится фиксирование с помощью сварных швов этого главного конструктивного узла 40 на боковом листе 14, как показано на фиг.3A, можно установить точное расстояние между центральными осями присоединительного шарнира 21 для верхняка и центральными осями штифтовых гнезд 11, 12, прежде чем главный конструктивный узел 40 приварится к покрывному листу 14. Дальнейшее преимущество такого осуществления способа состоит в том, что главный конструктивный узел 40 сначала усиливается сам по себе и в этом отношении может образовать элемент жесткости для покрывного листа 14, причем одновременно становится возможным, чтобы соединение между главным конструктивным узлом 40 и покрывным листом 14 могло осуществиться, в сущности, лишь исключительно с помощью продольных швов, которые прокладываются вдоль плоской нижней стороны 22 конструктивного узла 20, а также нижних кромок 13', 16' боковых листов 13, 16. Изготовление продольного сварного шва может проводиться значительно проще, чем отдельных точек точечной сварки, и обеспечивает одновременно более прочное соединение с покрывным листом 14 и более высокую жесткость оградительного щита 10.

Это поясняет также фиг.3B, на которой уже оба нижних конструктивных узла 40 со всеми штифтовыми гнездами 11, 12, а также с присоединительным шарниром 21 для верхняка, выступающим за переднюю кромку покрывного листа 14, закреплены на покрывном листе 14 с помощью продольных сварных швов. В частности, нижние кромки 13', 16' боковых листов 13, 16 свободны и хорошо доступны для того, чтобы проложить продольные сварные швы, при необходимости, также с помощью сварочного робота. Лишь на следующем этапе изготовления, как показано на фиг.3C, между внутренними боковыми листами 16 приварена опорная консоль 61 для присоединения углового цилиндра 7 (фиг.1) к нижней стороне покрывного листа 14, и на расстоянии друг от друга между расположенными внутри боковыми листами 16 вварены несколько листов 62 жесткости, в данном случае прямоугольной формы, чтобы еще раз дополнительно повысить жесткость и чтобы можно было приварить закрывающие листы 65, которые расположены на расстоянии от покрывного листа 14, и таким образом усилить весь оградительный щит 10 с образованием коробчатой конструкции. Дальнейшие листы 63 жесткости можно также вварить непосредственно между конструктивными узлами 20 каждого нижнего конструктивного узла 40, причем каждый лист жесткости имеет предпочтительно три кромки, расположенные перпендикулярно друг другу. Чтобы также приваривание закрывающих листов 65 можно было провести легко, они снабжены прорезями 66, через которые листы 62, 63 жесткости частично проходят ребрами к верхней кромке, расположенной свободно.

Дальнейшее конструктивное упрощение оградительного щита 10 достигается с помощью относительно простого построения конструктивного узла 20, несущего присоединительный шарнир 21 для верхняка, с одной стороны, и пары 15 боковых листов, повышение жесткости которых может осуществляться отдельно от покрывного листа 14, с другой стороны. И без того, простое строение пары 15 боковых листов получается особенно четко из фиг.7 и 8. Как показано, единственный элемент для жесткого соединения друг с другом боковых листов 13, 16 пары 15 боковых листов состоит из поперечного элемента 19, который, как хорошо видно на фиг.8, состоит из изогнутого листового элемента, торцевые концы 19' которого соответственно могут привариваться к внутренним сторонам бокового листа 13, расположенного на оградительном щите соответственно снаружи, с одной стороны, и бокового листа 16, расположенного внутри, с другой стороны, и нижняя кромка 19” которого может заканчиваться заподлицо с нижними сторонами 13', 16' боковых листов 13, 16, чтобы можно было также в состоянии монтажа главного конструктивного узла 40 (фиг.3) приварить поперечный элемент 19 к покрывному листу оградительного щита. Как особенно четко показано на фиг.8, штифтовые гнезда в боковых листах 13, 16 могут вырезаться перед их соединением в пару 15 боковых листов, чтобы могло выдерживаться точное расстояние центральных осей обоих штифтовых гнезд 11, 12 относительно друг друга, прежде чем поперечный элемент 19 будет вварен между боковыми листами 13, 16. Для того чтобы облегчить сваривание, между обоими штифтовыми гнездами 11, 12 можно выполнить круглое отверстие 70, через которое можно ввести дополнительный штифт, например, для прикрепления прикрытия стыка или при необходимости нанести сварной шов. Кроме того, как показано на фиг.7, на паре 15 боковых листов, в частности на наружном боковом листе 15, можно закрепить фиксирующие устройства 17, прежде чем с помощью сварных швов осуществится соединение пары 15 боковых листов с конструктивным узлом 20 (фиг.5) с образованием главного конструктивного узла.

Аналогично простое конструктивное построение также имеет конструктивный узел 20, как это становится ясным из фиг.5 и 6. Каждый конструктивный узел 20 выполнен в виде сварной конструкции и имеет две наружные плоские листовые полосы 23, которые могли бы состоять также из литых деталей или литых элементов и которые имеют закругленный передний конец 24, снабженный по центру проушиной 25 круглой формы, причем обе проушины 25 вместе в состоянии монтажа конструктивного узла 20 образуют присоединительный шарнир 21 для верхняка (фиг.3). Нижние кромки 23' листовых полос 23 плоские, чтобы каждая листовая полоса 23 и тем самым также конструктивный узел 20 мог прилегать к покрывному листу оградительного щита и привариваться с помощью продольных сварных швов. Точное расстояние между обеими листовыми полосами 23 и повышение их жесткости достигается с помощью поперечных поясов 26, которые соответственно приварены к внутренним сторонам листовых полос 23. За исключением области плоских нижних кромок 23' листовых полос 23 конструктивный узел 20 посредством изогнутых защитных поясов 27, 28 подвергается повышению жесткости с образованием частично закрытой конструкции, причем защитные пояса 27 отчасти могут прилегать к поперечным поясам 26, чтобы привариться к поперечным поясам 26, или могут накладываться на них, чтобы защитные пояса точно позиционировались на конструктивном узле 20. Это особенно четко показано на фиг.5, на которой можно видеть только один из обоих поперечных поясов 26, к обеим сторонам которого проходит соответственно один защитный пояс 27. Задний конец 24A конструктивного узла 20 сходится под острым углом и сужается, так как верхние кромки 23” листовых полос 23 проходят под острым углом относительно плоских нижних кромок 23'. Расстояние наружных сторон листовых полос 23 рассчитано таким образом, что конструктивный узел 20 может вставляться между боковыми листами 13, 16 пары 15 боковых листов с небольшим зазором для движения, как показано на фиг.2, и там может привариваться таким образом, что нижние кромки 23' боковых полос 23 расположены соосно с нижними кромками 13', 16' боковых листов 13, 16. Соединительные сварные швы конструктивного узла 20 с парой 15 боковых листов лежат при этом предпочтительно вдоль верхней кромки 23” листовых полос 23, чтобы вся нижняя сторона главного конструктивного узла 40 могла накладываться плоскопараллельно на покрывной лист 14, не вызывая необходимости в дополнительной обработке сварных швов или т.п.

На фиг.9-12 показан оградительный щит 110 согласно изобретению в соответствии со вторым примером выполнения, а также способ изготовления этого оградительного щита 110, незначительно модифицированного по сравнению с проведением способа, описанным выше. Конструктивные элементы, имеющие одинаковые функции, в оградительном щите 110 имеют ссылочные позиции, увеличенные на 100, по сравнению с предыдущим примером выполнения. Оградительный щит 110 имеет прочный покрывной лист 114 прямоугольной формы и по всей длине и ширине соответствующий оградительному щиту 110, к нижней стороне которого приварена первая пара 115 боковых листов 113, 116 и на некотором боковом расстоянии от нее приварена вторая пара 115 боковых листов 113, 116. В то время как штифтовые гнезда 111, 112 для присоединения рычагов расположены вблизи заднего конца боковых листов 113, 116 или покрывного листа 114, присоединительный шарнир 121 для верхняка, через который может продвигаться шарнирный штифт для соединения верхняка 4 кровли (фиг.1) с оградительным щитом 110, выступает за переднюю кромку покрывного листа 114. Согласно изобретению в оградительном щите 110 присоединительный шарнир 121 для верхняка расположен на переднем конце 124 конструктивного узла 120, который своей плоской нижней стороной 122 прилегает к покрывному листу 114 и там прочно сваривается. Задний конец 124A конструктивного узла 120 входит или погружается в промежуточное пространство между боковыми листами 113, 116 и может там быть приваренным к боковым листам 113, 116 с помощью не показанных сварных швов, проходящих вдоль стыковых пазов.

Принципиальное построение конструктивного узла 120, изготовленного отдельно, и пары 115 боковых листов, изготовленной отдельно, аналогично предыдущему примеру выполнения. Каждый конструкционный узел 120, как хорошо видно из фиг.11, выполнен в виде сварной конструкции и имеет две внешние, плоские листовые полосы 123, передний конец 124 которых закруглен и по центру снабжен проушиной 125 круглой формы для образования присоединительного шарнира для верхняка. Нижние кромки 123' листовых полос 123 плоские, чтобы каждая листовая полоса 123 и тем самым также конструктивный узел 120 своей плоской нижней стороной могли прилегать к покрывному листу оградительного щита и привариваться к покрывному листу с помощью продольных сварных швов. Для улучшения нанесения сварных швов нижняя кромка 123' листовых полос 123 на краевой стороне, по меньшей мере на внешних сторонах, снабжена относительно глубокой фаской 129 или скосом, которая проходит предпочтительно лишь частично по передней области нижней кромки 123' листовой полосы 123. Расстояние между обеими листовыми полосами 123 и их повышение жесткости достигается с помощью поперечных поясов 126, которые соответственно приварены к внутренним сторонам листовых полос 123. Конструктивный узел 120, изготовленный предварительно, вначале закрывается с помощью одного или нескольких изогнутых прикрывающих поясов 127 в области переднего конца 124, причем эти прикрывающие пояса 127 ввариваются между листовыми полосами 123 и при необходимости также могут прилегать и привариваться к поперечным поясам. Задний конец 124A конструктивного узла 120 сходится под острым углом и сужается, так как верхние кромки 123” листовых полос 123 проходят наклонно относительно плоских нижних кромок 123' или нижней стороны 122 конструктивного узла 120. В области заднего конца 124A зазор между листовыми полосами 123 остается открытым по меньшей мере до тех пор, пока конструктивный узел 120 не будет приварен к покрывному листу.

Пара 115 боковых листов, изготовленная предварительно, как это хорошо видно из фиг.12, состоит, в сущности, лишь из боковых листов 113, 116 и поперечного элемента 119, соединяющего их, который соответственно приваривается к внутренним сторонам боковых листов 113, 116 и определяет ширину промежуточного пространства. Нижние стороны 113', 116' боковых листов 113, 116 по меньшей мере в передней области снабжены глубокими фасками 149 или скосами или, при необходимости, выемками, чтобы, как еще будет пояснено, принять выступы сварного шва, с помощью которого конструктивный узел 120 приваривается к покрывному листу, прежде чем пара 115 боковых листов продвинется через конструктивный узел таким образом, чтобы задний конец конструктивного узла погрузился и вставился в промежуточное пространство между боковыми листами 113, 116. Штифтовые гнезда 111, 112 в боковых листах 113, 116 могут вырезаться уже перед их соединением в пару 115 боковых листов. Между обоими штифтовыми гнездами 111, 112 вырезано круглое отверстие 170, через которое, например, может вставляться штифт для фиксирования прикрытия зазора. Далее, оба боковых листа или по меньшей мере один 116 из боковых листов снабжены круглыми отверстиями 171 для вставления болтов и/или снабжены отверстием 172 овальной формы, чтобы можно было нанести дополнительные сварные швы для соединения пары 115 боковых листов с конструктивным узлом 120.

В принципе, для оградительного щита 110 было бы также возможно сначала в первом этапе способа с помощью сварного соединения между конструктивным узлом 120 и боковыми листами 113, 116 изготовить главный конструктивный узел, который затем в качестве жесткой конструктивной единицы, состоящей из пары боковых листов и конструктивного узла, приваривается к покрывному листу. Для оградительного щита 110, разумеется, предпочтительным образом можно использовать альтернативный способ изготовления, который теперь поясняется с дополнительной ссылкой на фигуры 10A, 10B, 10C.

В первом этапе способа, как показывает фиг.10A, к нижней стороне покрывного листа 114 сначала приваривается конструктивный узел 120 таким образом, что передний конец 124 с шарнирным присоединением 121 для верхняка выступает за переднюю сторону покрывного листа 114. Передняя сторона покрывного листа может быть снабжена скосом или фаской 175, чтобы после наложения конструктивного узла 120 нижней стороной 122 на покрывной лист 114 также можно было нанести сварной шов между передней стороной покрывного листа 114 и конструктивным узлом 120. Так как зазор между листовыми полосами 123 у нижнего конца 124A открыт, то также там, т.е. в зазоре или на стыках на внутренних сторонах листовых полос можно нанести сварные швы, чтобы достичь внутренней связи между нижней стороной 122 конструктивного узла 120 и покрывным листом 114 с помощью сварных швов, наносимых относительно просто. Наружные стороны листовых полос 123 привариваются к покрывному листу 114 предпочтительно с помощью сварных швов, проходящих по всей длине их кромок. В первой половине нижних сторон листовых полос предусмотрены глубокие фаски 129, чтобы там наносить сварные швы с большим сварочным наплывом без чрезмерного выступания за боковые поверхности листовых полос, в то время как задняя половина конструктивного узла при необходимости может привариваться к покрывному листу с помощью углового шва. В следующем этапе способа, как показывает фиг.10B, пара 115 боковых листов надвигается на задний конец 124A конструктивного узла 120 таким образом, что задний конец 124A конструктивного узла погружается в промежуточное пространство между боковыми листами 113, 116. За счет глубоких фасок 149, образованных на внутренних сторонах боковых листов 113, 116, обращенных друг к другу, надвигание пары 115 боковых листов будет проходить беспрепятственно, собственно, в том случае, если сварные швы, нанесенные в глубоких фасках 129, выступают по бокам за листовые полосы 123 из-за сварочных остатков или большой толщины материала. Затем боковые листы 113, 116 могут привариваться к покрывному листу 114 и через овальное отверстие 172 могут наноситься дальнейшие сварные швы, чтобы получить квазижесткое соединение между конструктивным узлом 120, парой 115 боковых листов и покрывным листом 114. Плоско изогнутый прикрывающий пояс 128, перекрывающий зазор у заднего конца 124A, приваривается к конструктивному узлу 120 предпочтительно лишь тогда, когда он приварен к покрывному листу 114. После того как первый нижний конструктивный узел, состоящий из конструктивного узла 120 и пары 115 боковых листов был соответственно приварен, можно приваривать второй нижний конструктивный узел в такой же последовательности этапов.

Лишь после этого соответственно между обеими внутренними или расположенными внутри листовыми полосами 116 обеих пар 115 боковых листов ввариваются листы 162 для повышения жесткости. К заднему концу покрывного листа 114 может быть приварена закрывающая перемычка 167, которая состоит предпочтительно из монолитной полосы, которая проходит по всей ширине покрывного листа 114 и в состоянии монтажа охватывает снизу выступы 138 на задних сторонах боковых листов 113, 116. Между боковыми листами 116, расположенными внутри, снова вварена консоль 116, на которой может закрепляться угловой цилиндр.

Как особенно хорошо видно из фиг.9, также и в оградительном щите 110 вся область между боковыми листами 116 закрыта с помощью закрывающих листов 165, причем через отверстие выступает опорная консоль 161 для углового цилиндра. В отклонение от предыдущего примера выполнения, разумеется, оба конструктивных узла 120 перекрываются прикрывающим листом 169, который проходит соответственно от листовой полосы 123 одного конструктивного узла 120, расположенной снаружи, к листовой полосе 123 другого конструктивного узла 120, расположенной снаружи, и также частичным участком может входить назад в промежуточное пространство между обеими листовыми полосами 116. В представленном примере выполнения прикрывающий лист 169 расположен соответственно заподлицо с прикрывающими поясами 127, 128, так как, как хорошо видно из фиг.11, листовая полоса 123, расположенная внутри, соответственно снабжена по центру на своей верхней стороне 123” углублением 145. Благодаря дополнительным сварным швам между прикрывающим листом 169 и, в частности, листовыми полосами 123, расположенными снаружи, может достигаться дополнительное повышение жесткости.

Из описания, приведенного выше, для специалиста получаются многочисленные модификации, которые должны попасть в объем охраны зависимых пунктов формулы изобретения. Формирование конструктивного узла, имеющего присоединительный шарнир для верхняка, и пары боковых листов может изменяться, не выходя из объема охраны зависимых пунктов формулы изобретения. Подразумевается, что повышение жесткости отдельных элементов могло бы осуществляться также с помощью большего или меньшего количества отдельных деталей. Конечно, можно было бы также использовать еще больше элементов для повышения жесткости нижних конструктивных узлов между собой или для изготовления отдельного нижнего конструктивного узла или конструктивного узла и изменять положение и расстояние присоединительного шарнира для верхняка, а также отверстий для пальцев относительно друг друга. Также можно изменять последовательность этапов при соединении отдельных конструктивных элементов, а также нижних конструктивных узлов между собой.

Изобретение относится к оградительному щиту для щитовой крепи и способу его изготовления. Техническим результатом является повышение несущей способности оградительного щита при воздействии усилия изгиба и кручения, а также упрощение процесса его изготовления. Предложенный оградительный щит имеет покрывной лист 14, два присоединительных шарнира 21 для соединения оградительного щита с верхняком и парой 15 боковых листов с соответственно двумя боковыми листами (13, 16) с штифтовыми гнездами (11, 12) для крепления рычагов шарнирно-рычажного механизма на оградительном щите. При этом каждый присоединительный шарнир (21) для верхняка является составляющей частью отдельно изготавливаемого продолговатого конструктивного узла (20). Причем указанный конструктивный узел на переднем конце имеет выступающую проушину для штифта, а задним концом входит в промежуточное пространство между боковыми листами (13, 16). При этом конструктивный узел (20) жестко приваривают к боковым листам (13; 16) посредством сварных швов на стыках между конструктивным узлом (20) и боковыми листами (13; 16) и/или к покрывному листу (14) посредством сварных швов на стыках между конструктивным узлом (20) и покрывным листом (14). 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Оградительный щит щитовой крепи для подземных горных выработок, содержащий по меньшей мере один покрывной лист (14; 114), по меньшей мере два присоединительных шарнира (21; 121) для верхняка, посредством которых верхняк кровли имеет возможность шарнирной установки на оградительном щите, и боковые листы (13, 16; 113, 116), расположенные попарно и имеющие штифтовые гнезда (11, 12; 111, 112) для крепления рычагов шарнирно-рычажного механизма на оградительном щите, отличающийся тем, что каждый присоединительный шарнир (21; 121) для верхняка является составляющей частью отдельно изготавливаемого продолговатого конструктивного узла (20; 120), который на переднем конце (24; 124) имеет выступающую проушину (25; 125) для штифта, который имеет плоскую нижнюю сторону (22; 122) для прилегания к покрывному листу (14; 114), который задним концом (24A; 124A) входит в промежуточное пространство между боковыми листами (13, 16; 113, 116) пары (15; 115) боковых листов и который жестко приварен к боковым листам (13, 16) посредством сварных швов на стыках между конструктивным узлом (20) и боковыми листами (13, 16) и/или жестко приварен к покрывному листу (114) посредством сварных швов на стыках между конструктивным узлом (120) и покрывным листом (114).

2. Оградительный щит по п.1, отличающийся тем, что конструктивный узел (20; 120) образован в виде сварной конструкции, которая имеет две наружные плоские листовые полосы (23; 123), которые усилены относительно друг друга посредством по меньшей мере одного поперечного пояса (26; 126).

3. Оградительный щит по п.2, отличающийся тем, что между листовыми полосами (23; 123) вварены изогнутые защитные пояса (27; 127).

4. Оградительный щит по п.3, отличающийся тем, что защитные пояса (27) расположены по обе стороны поперечной перемычки (26) и закрывают конструктивный узел (20) с образованием частично закрытой конструкции.

5. Оградительный щит по одному из пп.2-4, отличающийся тем, что нижние кромки (23'; 123') листовых полос (23; 123) проходят плоско и образуют зону прилегания к покрывному листу (14; 114).

6. Оградительный щит по одному из пп.2-4, отличающийся тем, что листовые полосы (23) имеют каждая закругленный передний конец (24), который снабжен проушиной (25) круглой формы.

7. Оградительный щит по п.1, отличающийся тем, что между боковыми листами (13, 16) вварен по меньшей мере один поперечный элемент или ровно один поперечный элемент (19).

8. Оградительный щит по п.7, отличающийся тем, что поперечный элемент (19) состоит из изогнутого листового элемента, который своими торцевыми концами (19') приварен к внутренним сторонам боковых листов (13,16).

9. Оградительный щит по п.7 или 8, отличающийся тем, что в боковых листах (13, 16) по обе стороны поперечного элемента (19) выполнено по одному вырезанному отверстию в качестве штифтового гнезда (11, 12) для крепления рычагов посредством шарнирных штифтов рычага, вставляемых в отверстия.

10. Оградительный щит по п.1, отличающийся тем, что соответственно на обращенных друг к другу боковых поверхностях боковых листов (16) соседних пар (15) боковых листов приварены прямоугольные листы (62) жесткости, которые нижней кромкой прилегают и приварены к покрывному листу (14).

11. Оградительный щит по п.1, отличающийся тем, что к покрывному листу (14) между двумя парами (15) боковых листов приварена опорная консоль (61) для крепления углового цилиндра между оградительным щитом и верхняком кровли.

12. Оградительный щит по п.11, отличающийся тем, что опорная консоль (61) состоит из литой детали.

13. Оградительный щит по одному из пп.10-12, отличающийся тем, что листы (62) жесткости и опорная консоль (61) сварены с закрывающим листом (65), который предпочтительно имеет выемку (66) для частичного вхождения листов (62) жесткости и головной части опорной консоли (61).

14. Оградительный щит по п.1, отличающийся тем, что нижние кромки (123') листовых полос (123) по меньшей мере частично снабжены глубокими фасками (129) для размещения сварных швов между конструктивным узлом (120) и покрывным листом (114) и/или что нижние кромки боковых листов (116) по меньшей мере частично снабжены глубокими фасками (149) для размещения сварных швов между продолговатым конструктивным узлом (120) и покрывным листом (114).

15. Оградительный щит по п.1, отличающийся тем, что листовые полосы (123) продолговатого конструктивного узла (120), расположенные в смонтированном состоянии внутри, на своей верхней стороне (123'') снабжены углублением (145) для размещения прикрывающего листа (169), который проходит от листовой полосы (123), расположенной снаружи, к другой листовой полосе (123), расположенной снаружи, и предпочтительно приварен к ним.

16. Оградительный щит по п.1, отличающийся тем, что задние кромки боковых листов (13, 16; 113, 116) снабжены выступами (138, 139), причем между выступами и покрывным листом расположена и приварена закрывающая перемычка (167), проходящая по ширине покрывного листа (167).

17. Способ изготовления оградительного щита (10; 110) щитовых крепей для подземных горных выработок, причем оградительный щит (10; 110) имеет покрывной лист (14; 114), два присоединительных шарнира (21; 121) для верхняка для шарнирного соединения оградительного щита с верхняком кровли, и попарно расположенные штифтовые гнезда (11, 12; 111, 112) для соединения оградительного щита с рычагами шарнирно-рычажного механизма, отличающийся тем, что каждый присоединительный шарнир (21; 121) для верхняка является составляющей частью продолговатого конструктивного узла (20; 120), который изготавливают отдельно и который на переднем конце (24; 124) имеет выступающую проушину (25; 125) для штифта, плоскую нижнюю сторону (22; 122), а также задний конец (24A), причем задний конец (24A;124A) конструктивного узла (20; 120) вводят в промежуточное пространство между боковыми листами (13, 16; 113, 116) пары (15; 115) боковых листов и посредством сварных швов соединяют с боковыми листами (13, 16; 113, 116) и/или с покрывным листом (14; 114).

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что задний конец (24A) сначала вставляют в промежуточное пространство между боковыми листами (13, 16) пары (15) боковых листов и с помощью сварных швов соединяют с нею, прежде чем конструктивный узел (20) и пара (15) боковых листов будут приварены к покрывному листу (14).

19. Способ по п.17, отличающийся тем, что конструктивный узел (120) сначала приваривают к покрывному листу (114), прежде чем задний конец (124A) будет введен в промежуточное пространство между боковыми листами (113, 116) и соединен с ними с помощью сварных швов.

20. Способ по одному из пп.17-19, отличающийся тем, что сначала два конструктивных узла (20; 120) вместе с парой (15; 115) боковых листов приваривают к покрывному листу (14; 114), а затем листы (63; 165) жесткости приваривают между боковыми поверхностями пары (15; 115) боковых листов, обращенными друг к другу, к боковым листам (13; 16) и к покрывному листу (14; 114).