Арочная крепь для условий динамического нагружения Советский патент 1986 года по МПК E21D11/14 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к. металлической прочной крени горных выработок, и предназначено для использования в условиях динамических форм проявления горного давления, зe ffleтpясений и массовых взрывов для отбойки полезного ископаемого.

Целью изобретения является повышение несущей способности арочной крепи при динамических нагрузках.

На фиг.1 изображена арочная крепь для условий динамического нагружения на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

. Арочная крепь содержит.сегмент 1 и стойку 2, стянутые для обеспечения трения скобами 3 с помощью планок 4, гаек 5 и представляющие собой раму крепи. С помощью скобы 3 в углублении рамы крепи с внешней сторонь укреплены клиньями 6 упругие элементы узлов податливости, выполненные в виде пластин 7. На внешнем контуре рам крепи расположены продольные верхние стяжки 8 со смещением одна относительно другой. Пластины 7 и стяжки 8 снабжены нагревательными элементами 9 из электропроводной резины, которые с помощью проводов соединяются с источником электрического тока (не показаны).

Арочная крепь .тдя условий динамического нагружения работает следующим образом. I

При установке арочной крепи с помощью клиньев 6 в углублении рамы крепи прижимают пластины 7 из никелида титана, обладающего свойством памяти , к сегменту 1 и стойкам 2 путем закручивания гаек 5 на скобе 3. При достижении начального усилия слсатия крепь начинает работать в режиме заданной статической нагрузки. На внешнем контуре сегмента, 1 располагают продольнь е верхние стяжки 8, таюке выполненные из никелида титана, со смещением одна относительно другой. Стяжки 8 на концах имеют захваты, с помощью которых они закрепляются на сегменте 1. Пластины 7 и стяжки 8 покрыты слоем электропроводной резины, которая используется в качестве нагревательных элементов 9. Такие нагревательные элементы обладают существенным преимуществом - их можно при,менять в шахтах, опасных по взрывам газа и пыли, так как электропроводная резина не дает искры, способной вызвать взрыв, а кроме того быстро нагревает стяжки и пластины. К нагревательным элементам 9 из электропроводной резины подводят электрический ток и нагревают пластины 7 и стяжки 8 до температуры . В интервале температур от 40 до 60°С происходит мартенситный переход сплава никелида титана марки ТН1, из которого они выполнены, из одной формы в другую. Вследствие этого пластины 7 и стяжки 8 принимают заданную форму в виде дуг. Захваты стяжек на концах сжимаются и прочно соединяют сегменты соседних рам между собой. Дуги стяжек обращены вьшуклостью наружу, а пластин - выпуклостью внутрь После перехода сплава из ник.елида титана в мартенситное состояние он приобретает высокую демпфирующую способность и обладает достаточной прочностью, пластичностью и жесткостью, чтобы гасить динамические нагрузки на крепь. Это свойство сплава связано с особенностями структуры мартенсита. После того, как пластины и стяжки принимают дугообразную форму, арочная крепь соприкасается с окружающими породами через них и начинает работать в режиме заданной статической нагрузки. Сегмент 1 проседает относительно стоек 2, а сопротивление крепи остается практически постоянным. При динамических нагрузках, значительно превышающих действующие статические нагрузки, упругие элементы в виде дугообразных пластин 7 и стяжек 8, взаимосвязанные с сегментом 1 и стойками 2 рамы крепи, принимают избыточные нагрузки при этом дугообразные пластины и стугжки распрямляются, а затем опять сжимаются. В результате этого динамические нагрузки гасятся и на арочную крепь не передаются, что резко 1еньшает осадку С€.гмента 1 относительно стоек 2 и не приводит к разрыву стоек и узлов податливости, т.е. не приводит к потере арочной . крепью несущей способности. После удара кретпь продолжает работать в режиме заданной статической нагрузки

Формула изобретения

1. Арочная крепь для условий динамического нагружения, включающая профильные элементы крепи-верхняк и

стойки, узлы податливости, включающие скобу, охватывающую элементы крв пи, соединенные внахлест, планку, гайки и упругие элементы, отличающаяся тем, что, с целью повьппения несущей способности крепи при динамических нагрузках, она снабжена продольными верхними стяжками, а упругие элементы узлов податливости и продольные верхние стяжки снабжены нагревательными элементами и вьшолнены из сплава металлов, обладающего свойством памяти формы при нагревании, при этом упругие элементы узлов подталивости выполнены в виде пластин, укладываемых в уг68735

лубление профиля верхняка и закрепленных скоба и и клиньями, а продольные верхние стяжки установлены на внешнем контуре верхняка со смещее нием одна относительно другой по профилю верхняка и вдоль ее продольной оси.

2.Крепь поп.1,отличающ а я с я тем, что в качестве спла 0 ва металлов с памятью формы для пластин и стяжек использован никелид титана.

3.Крепь попп. 1и2, отличающая ся тем, что в качестве

)5 нагревательных элементов использована электропроводная резина.

БП

@i

тпг

иг.г