Рамная крепь Советский патент 1983 года по МПК E21D11/14 

/ 8 / ff гI(pffjff / / / - /// /// /// //у J фг/gJ / /Y /7/ / Г 1 Изобретение относится к угольной и горнодобывающей промышленности и может быть использовано при прохоцке и креплении поцготовительнык выработок. Известна рамная крепь, включающая стойки, верхняки, предохранительную выавижную крепь El . Н ВЦ остатками известной рамной крепи являются: потеря устойчивости вьфабото в процессе эксплуатации влиянию очист ных работ, в связи со значительными деформациями крепи (вплоть ао полного их разрушения), что приводит высокой трудоемкости и стоимости работ по провецанию выработок в рабочее безопасное состояние. Это объясняется тем, что устанавливаемые согласно данного спосо ба возведения крепи не имеют податли вости, так как их конструкция жесткая; высо1{ая трудоемкость демонтажа кре пи, так как в процессе эксплуатации эп& менты 1фепи (веркняк и стойки) оказываются зажатыми в значительной смере силами горного давления. Рагрузочнык устройств крепь не имеет. Поэтому, чтобы извлечь крепь необходимо приме. нять средства механизации (ручные тали малогабаритные лебедки, специализирова ные машины и т. д.).. невозможность обеспечения норма 1ь ного прохода в паву со стороны выемочного штрека и обратно, в случае его сокранения для повторного использования (согласно текнологии повторного использования выемочнык выработок). Это объясняется тем, что крепь устанавливается, как отдельные рамы с шагом установки 0,8-1,0 м. Такой зазор меж ду рамами 1фепи является недостаточным для нормального прохода в паву. Известна также рамная крепь, вкгаочающая спаренные стойки, верхняк, узпы податливости . Недостатками известной крепи яиэдяют ся: невозможность обеспечения также нормального прохода в лаву со стороны выемочного штрека, и обратно, в случае его сохрадешш для повторного использо вания (согласно технологии повторного использования выемочных выработок), так как рамы крепи устанавливаются отдельно на расстоянии одна от другой обычно в пределах 0,5-0,7 м, а такой зазор 5тляется недоста- чным; значительный перерасход металла (специального проката СВП ) при креплении, так как металл, конструктивно 272 заложенный в крепи, используется (по несущей способности) далеко не рационально (на ЗО-50%). Кроме того, невозможно обеспечить одинаковое сопротивл&ние рам крепи по всей длине выработки. Целью изобретения является повышение устойт швости выработки при полном использовании несущей способности рам крепи и одинаковом их сопротивлении по всей длине выработки, а также обесп&чегше нормальных проходов в лаву со стороны выработок в случае сохранения их для повторного использования. Поставленная цель нос гнгается тем, что в рамной крепи, включающей спаренные стойки, верхняк, узлы податливости, нижние части стоек крепи снабжены металлическими полуарй&ми, основание которык расположено вдоль оси выработкИоНа фиг. 1 дана выработка общий вид (фаза 1); на фиг. 2 - разрез А-А на фш.-, 1; на фиг. 3 - узел I; на фиг. 4 выработки с выдвинутой консольной предохранительной.крепью с настилом из распилов (фаза 2); на фиг, 5 - часть выработки с установленными верхняками на консольной предохранительной крепи (фаза 3); на фиг. 6 - разрез Б-Б на фи1. 5j на фиг. 7 - часть вьфаботки с установленными стойкой крепи и полу- аркой с затяжкой кровли (фаза 4); на фиг. 8 - часть выработки с установленной второй стойкой 1фепи и затяжкой бока (фаза 5). Рамная крепь содержит верхняк 1 стойки 2 и 3, металлические полуарки 4, выцвиншую балку (двутавр) 5, хомут 6, деревянную прокладку 7, деревянную затяжку из досок 8, деревянный распил 9, мегаллические пластины 10-12 с отверотиями, болты с гайками 13 и 14. Крель работает спецуюшим образом. Подвешивают при помощи хомутов 6 в деревянных прокладок 7 к верхнякам 1 крепей две балки из двутавра так, как показано на фиг. 1 и 2 (фаза 1). Затем производят выемку породы на определенную величину (фиг. 4 фаза 2). По мере поцвигания забоя вперед выдвигают консольную предохранительную крепь в вице двух балок 5 КЗ двутавра, причем ба№ки 5 перекрывают деревянным распилом 9. Это делают с цепью зашиты рабочего пространства от ньшадения кусков породы с кровли. После уборки породы из забоя на балки 5 выдвижной крепи укладывают кза верхняка 1 крепи так. как показано на фиг. 5 и 6 (фаза 3). При этом производят затяжку кровли деревянными цосками 8. Верхняк 1 крепи укладывают на башш 5 ,ся1аренно. Затем убирают деревянный распил 9 межцу сахаренными верхняками 1 крепи и устанавливают стойки 2 крепи на MeTa лическую полуарку 4 посредством боптов с гайками (фиг. 7,фаза 4). Стойку 2 крепи соединяют с верхняком 1. После этого йа ту же попу арку 4 спарен но со стойкой 2 крепи устанавливают стойку крепи 3. Стойку 3 с попуаркой также соединяют болтами с гайками. После установки стойки 3 крепи производят .затяжку бока досками 8 (фиг. 8, фаза 5). Аналогично устанавливают стойки крепи с другой стороны спаренных верхняков 1 (у другого бока выработки). фиг. представлена конструкция крепи. Крепь состоит из двутавра верхняка 1, у которого по концам срезаны нижние полки. Стойки крепи 2 выполн йены из СВП-17 и имеют в верхних чао тях в днище щелевые вырезы апя стыков ки с верхняком 1 (ребром двутавра). На торцах стоек 2 приварены метапличео кие пластины 11 и 12 с Ьтверстиями (условно не показаны). Стойки 2 крепи устанавливаются на металтшческне полуарки 4, которые выполнены также из спешфофиля (фиг. 3). В верхней част полуарок 4 приварены металлические пластины 10 с отверстиями. Стойки 2 крепи торцовыми пластинами 11 .и 12 устанавливаются на пластину 10 полуарок 4 и скрепляются болтами с гайками 13 и 14. При нагрузках, достигак. щих предела текучески материала крепи, металлические полуарки 4 изгибаются и за счет чего осуществляется податпнI вость крепи. Радиус полуарок 4 подбирают таким образом, чтобы максимально использовать несущую способность крепи Например, есгш несущая способность одной рамы крепи 10 тс, а нагрузка на верхняк (допустим) равномерно распреде ленная то стойкой 2 крепи на полуарку 4 передается нагрузка 5 тс. Так как стойка 3 второй рамы крепи устанавли вается на ту же попуарку 4 то и она передает нагрузку 5 тс, т. е. на метатьлическую полуарку 4 из СВП действует сила 10 тс (обозначим ее в общем случае VJ ). Максимальный изгибающий .N момент составит iV wiQur- С., где R - ра 1 274. диус полуарки 4. По формуле сопротквяе ния материалов получим ,.Ж. Гае. - момент ссшротивп гая профиля;ГС - попустямое напряжение мет Если полуарку 4 изготовить иа СВП-17, то радиус ее не должен превышать 2 X 5О X 250О 10000 Если полуарку 4 изготовить из СВП-27, то рациус ее не должен превышать2 X 1ОО X 250О 50 см. 10000 В общем случае радиус попуарки 4 необходимо определять по формуле (1) и он зависит от несущей способности конкретной конструкции 1фепи. Все ло луарки 4 для одного типа крепи имеют одинаковые радиусы, а так как они все выполнены из одного и того же материала то их сопротивление оцинаково. Таким образом, все рамы крепи по всему штреку имеют одинаковое ссафотя ление при податливости (изгиб© полу арок 4). При этом за счет соответствия усилий изгиба (податливости) полуарок 4 несущей способности крепей, металл, конструктивно заложенный в 1фепь, нопользуется (по несущей способиостя) ма снмально (полно). Послецнее достигается за счет соответствующего поцбсфа радиуса полуарок 4, Для повторного иопользования достаточно полуарки 4 вып равить на специальном прессе. При установке рам спаренно в отлячии от возводимых отдельно возможно, не сжимая устойчивости выработки, и при том же количестве рам крепи в штреке, и той же несущей спосойюсгги, их, добиться увеличения зазоров ними (так как в обоих случаях плотность крепи одинакова на 1 м штрека.). Heppi мер, если крепь при возведешш ее отдель ными рамами ставилась через 0,5 9i, то при установке ее спаренйо при всем равном прочем зазор между рамами ув&пячится ао 1,0 м. Веггачина зазора важна при сокраыении выработки апя ловт ного использования (по технологии повторного использования выработок), так как он необхоцим цля прохода в лаву и обратно со стороны выработок лк цей и оборудования. При осоответе гвуюшем hoa6qpe типа крепи и ус гановке

Показатели

Предлагаемый

Известный способ способ рам бйаревно вешгяну зазора межау рамами можно увеличить цо 1,5 м и иметь TtpK этом вьтсокую ус гойчивость выработки Сравнительные технико-экономкчеокие показатепя прецдоженного и извест ного способов возвецения рамной крепи щяшепены в таблице.

РАМНАЯ КЭРЕПЬ, включающая сяхарённые стойки, верхняк, уэпы лопатгаавости, отличающаяся тем, что с .цепью повышения устойчивоогк выработки при полном использоваяяц несущей способности рам крепя и опив НОВОМ нк сопротивлении по всей вырабОФ ке, а также обеспечения нормальных проходов в ла&у со стороны выработок в случае сохранения их цля повториого использования, нижние части стоек крепя снабжены металлическими пояуаркамв основакке которых расположено вцояь оси выработки.

Использование несущей способности специального взаимозаменяемого профиля рам крепи по всей длине выработки, %,

Сопротивление рам крепи горному оавпению по алнне выработки

Напичие проходов в лаву из выработок в случае их повторного использования при равной устойчивости выработок и одинаковом расходе рам крепей на их поддержание, м

Соотношение необхоцимой плотности рам крепи на поддержание метра выработ- ( кк в одинаковых горно-геологическим условиях, рам/м

Средняя стоимость двух крепежных рам, руб.

В целом расчетная экономическая эффективность от прш.енеш1Я преадага&ЗО-5О

1ОО

Низкое, не Высокое ра&равномерноемерное

О,5-1,0

2„5-3

1,5-2

6О (с учетом стоимости замков, ненуншого нахлео та элементов сгоек друг на друга до 4ОО мм)

мого способа возведения рамной крепи .составляет 34 руб. на 1. м. выработки.

ф1/г.

8

ipyt.S

6 6-S

/ I

J- 1

8

7 /

r

. 9116 fpt/e.8 ///////// // /// /// /Y/ / 84