Устройство для возведения крепи в выработке круглого сечения Советский патент 1989 года по МПК E21D5/00 

Фие.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при креплении горных выработок круглого сечения.

Цель изобретения - повышение эффективности крепления за счет снижения расхода крепяшего элемента и равномерного его укладывания на стенках выработки.

На фиг. 1 изображено устройство для возведения крепи в выработке круглого сечения; на фиг. 2 - схема, поясняющая работу устройства по возведению крепи; на фиг. 3 - схема сил взаимодействия гибкого упругого крепящего элемента и цилиндрического кожуха при возведении крепи в выработке.

Устройство для возведения крепи в выработке круглого сечения (фиг. 1) состоит из размещенного на ставе бурового инструмента 1 барабана, выполненного в виде катушки с ребордами 2 и 3, на котором намотан гибкий упругий крепящий элемент 4. В цилиндрических направляющих (пазах), выполненных на внутренней поверхности внещ- него края каждой реборды, зафиксирован цилиндрический кожух 5, установленный с возможностью свободного осевого вращения в этих пазах (фиг. 2). Кожух выполнен с вырезом 6, через который пропущен внещний конец гибкого упругого крепящего элемента 4.

Устройство может быть выполнено следующим образом (фиг. 1). Одна из реборд 3 - съемная и крепится (например, при помощи резьбы) к катушке 2 после намотки на эту катущку гибкого упругого крепящего элемента 4 и установки кожуха 5 в пазы несъемной реборды. После навинчивания на катущку съемной реборды 3 кожух фиксируется в пазах обеих реборд.

Устройство для возведения крепи в выработке круглого сечения работает следующим образом (фиг. 2).

В устье выработки жестко фиксируют внешний конец гибкого упругого крепящего элемента 4. Барабан-начинают вращать в сторону раскручивания гибкого упругого крепящего элемента 4 с одновременным перемещением барабана вдоль оси выработки по направлению к забою. Раскручиваясь и перемещаясь, гибкий упругий крепящий элемент 4 закрепляется на стенках выработки по винтовой линии непрерывно.

Кожух 5 перемещается под действием давления крепящего элемента 4 в точке их соприкосновения по окружности, образованной направляющими пазами в ребордах, в направлении, противоположном вращению барабана, и со скоростью, равной скорости вращения барабана. В результате этого через вырез б кожуха за пределы барабана высвобождается лишь отрезок гибкого упругого крепящего элемента 4, непосредственно укладываемый на стенку выработки. Остальная часть гибкого упругого крепящего элемента фиксируется внутренней поверхностью кожуха 5, что полностью исклю- с чает возможность самопроизвольного укладывания его на стенках выработки в несколько слоев в одном месте.

Вращение кожуха в направляющих пазах происходит в результате возникновения сил взаимодействия гибкого упругого крепя щего элемента 4 и кожуха 5 (фиг. 3). Б процессе закрепления гибкого упругого крепящего элемента 4 прижатие его витков к стенкам выработки осуществляется за счет суммы двух сил: упругости самого крепя5 щего элемента Fynp , стремящейся распрямить скрученный в спираль упругий гибкий крепящий элемент 4, и равнодействующей двух сил - окружной силы F, приложенной к раскручиваемому витку в месте схода его с барабана в точке А, и силы реакции опоры

0 R в точке соприкосновения закрепляемого отрезка упругого гибкого крепящего элемента 4 и стенки выработки (точка D). Окружная сила Ft возникает от вращающего момента , создаваемого буровой уста5 новкой, и направлена по касательной линии в сторону закрепляемых стенок выработки. Окружная сила Ft, действуя на раскручиваемый виток, стремится сдвинуть его, но жестко зафиксированный внещний конец в точке В удерживает его и весь закрепленный к

0 стенке выработки отрезок гибкого упругого крепящего элемента на неподвижно. При этом в точке контакта стенки выработки закрепленного в данный момент времени отрезка упругого гибкого крепящего элемента действует сила реакции опоры R., направленная по касательной линии противоположно окружной силе 1, также в сторону закрепляемых стенок выработки. В 2езуль- тате действия указанных сил F и R. гибкий упругий крепящий элемент прижимает-

0 ся к стенкам выработки равнодействующей силой Q, определяемой из .векторного треугольника действующих сил F и R, а также силой упругости Fynp , направленных в каждой точке гибкого упругого крепящего элес мента по нормали к касательной к дуге крепящего элемента в этой точке. Также они направлены к точке контакта гибкого упругого крепящего элемента и торца выреза (точка С).

0 При создании высокой частоты поверхностей гибкого упругого крепящего элемента и кожуха и нанесении на эти поверхности смазки силой трения их между собой можно пренебречь.

Сумму сил Fynp представить

как сумму двух сил F и F. Сила f является той силой, которая перемещает кожух по окружности в направляющих пазах.

Формула изобретения

Устройство для возведения крепи в выработке круглого сечения, включающее размещенный на ставе буровой установки барабан в виде катущки с ребордами, на котором намотан гибкий упругий крепящий элемент с зафиксированным на катушке внутренним концом, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности крепления за счет снижения расхода крепящего элемента и равномерного его укладывания на стенках- выработки, барабан снабжен цилиндрическим кожухом с вырезом, а на каждой реборде выполнена цилиндрическая направляющая, расположенная на внутренней поверхности внешнего края реборды, при этом цилиндрический кожух установлен с возможностью вращения в цилиндрических направляющих и размещен вокруг гибкого упругого крепящего элемента, внещний конец которого пропущен через вырез кожуха.

Изобретение относится к горной промети. Цель - повышение эффективности крепления за ечет снижения расхода крепящего -: лемента (КЭ) и равномерного его укладывания на стенках выработки. На ставе буровой установки 1 размещен барабан в виде катушки с ребордами 2 и 3. На каждой реборде 2, 3 выполнена цилиндрическая направляющая, расположенная на внутренней поверхноети внещнего края этой реборды. На барабан намотан гибкий упругий КЭ 4 с зафиксированным на катущке внутренним концом. В цилиндрических направляющих установлен с возможностью вращения цилиндрический кожух (К) 5, который раз- мещеь вокруг КЭ 4, внешний конец которого пропущен через выполненный в К 5 вырез. Барабан вращают в сторону раскручивания КЭ 4 е одновременным перемещением барабана вдоль оси выработки по направлению к забою. При этом КЭ 4 закрепляется на стенках выработки по винтовой линии непрерывно, а К 5 перемещается под действием давления КЭ 4. В результате этого через вырез К 5 за пределы барабана выевобожда- етея лишь отрезок КЭ 4. Остальнгя часть фикеируетея внутренней поверхноетью К 5. 3 ил. (Л

6

f7