Предохранительный полок Советский патент 1989 года по МПК E21D7/00 

4

О5

О

to

;о ю

Изобретение относится к горному делу, а и.менно к защитным устройствам углубляв- мых вертикальных стволов шахт и м.б. использовано в шахтном и подземном строительстве. Цель - повышение надежности работы предохранительного полка. На имею- ш,ем амортизирующую подушку перекрытии предохранительного полка щарнирно установлены опорные элементы (ОЭ) 6. На их рабочих поверхностях (РП) 7, выполненных в виде логарифмической спирали, симметХ1-А сн и ж пр си рично с обоих сторон жестко закреплены ограничители 9. При этом РП 10 каждого из ограничителей 9 эквидистантна РП 7 соответствующего ОЭ 6 и смещена относительно РП 7 в сторону оси шарнира 11. Послед п;л каждого ОЭ 6 помещен в полюсе логарифмической спирали, выполненной с параметрическим углом, меньи.шм угла самоторможения ОЭ 6 по материалу крепи (К) 8. При достижении на перекрыти и расчетной нагрузки сопротивление материала К 8 будет преодолено РП 7. При этом ОЭ 6 будут углубляться в материал 8 до тех по р, по ка не вступят в контакт с К 8 ограничители 9 Это приведет к перераспределению усилий между РП 7 и РП 10, уменьшению трения и движению ОЭ 6 вниз, что будет сопровождаться снятием материала К 8 на глубину, равную расстоянию по нормам крепи между РП 7 и ИХ При неровностях К 8 ограничители 9 и иэ b поворачиваются в шарнире 11, отслеживая местный рельеф при сохранении направления и величины равнодействующей силы. 3 ил. SS (Л

Фие.

Изобретение относится к горному делу, а именно к защитным устройствам углубляемых вертикальных стволов шахт, и может быть использовано в шахтном и подземном строительстве.

Цель изобретения - повышение надежности работы предохранительного полка.

На фиг. 1 показан предохранительный полок, разрез; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2. Предохранительный полок состоит из несущего перекрытия 1, выполненного из металлических балок и слоев деревянного наката, на котором размещена амортизирующая подушка 2 (из шлака, песка, щебня) для более равномерного распределения нагрузки от падающего подъемного сосуда 3. Амортизирующая подушка 2 сверху закрыта водонепроницаемым слоем 4 (например, цементная стяжка и т.п.). На несущем перекрытии 1 с помощью выдвижных консолей 5 шарнирно установлены опорные элементы 6, которые своими рабочими поверхностями 7 утоплены в крепь 8. Таким образом, полок покоится на выдвижных консолях 5 и опорных элементах 6. Рабочая поверхность 7 опорных элементов 6 выполнена и виде логарифмической спирали. На опорных -j.ievieHTax 6 симметрично с обеих сторон -1-лч-тко закреплены ограничители 9, тор- ;u.i Н) которых эквидистантны рабочей по- ;i.. l)-. шк ти опорных элементов и смещены к ЦП I in вращения опорных элементов 6. Шар- пнр 11 опорных элементов 6 помещен в полюсе логарифмической спирали рабочей поверхности 7, а сама логарифмическая спираль выполнена с параметрическим углом, меньшим угла самоторможения опорных, элементов 6 по материалу крепи 8. Предохранительный полок работает сле- , дующим образом.

Подъемный сосуд 3 при падении проламывает водонепроницаемый слой 4 и проникает в амортизирующую подущку 2, передавая часть своей кинетической энергии на несущее перекрытие 1. Как только нагрузка на несущее перекрытие 1 достигает расчетной величины, сопротивление материала крепи 8 (например, бетона) преодолевается рабочими поверхностями 7 упорных эле-, ментов 6 и они начинают двигаться вдоль образующей крепи 8, сминая ее поверхность. При этом опорные элементы 6 углубляются в материал крепи 8, поскольку работают в режиме самоторможения и трение не позволяет им скользить по поверхности крепи до тех пор, пока не вступают в контакт с крепью 8 ограничители 9 своими торцами 10 Это приводит к перераспределению усилий между контактными поверхностями 7 и 10 опорных элементов 6 и ограничителей 9 соответственно, уменьшению трения и движению опорных элементов 6 вниз, что сопро0

вождается смятием материала крепи 8 на глубину, равную расстоянию по нормам к крепи между торцами 10 и поверхностью 7. Поворот опорных элементов 6 в шарнире 11 не происходит, когда равнодействующая всех сил взаимодействия с крепью 8 проходит через, центр шарнира. При неровностях крепи 8 опорный элемент 6 с ограничителями 9 поворачивается в шарнире 11, отслеживая местный рельеф при сохранении направ- ления и величины равнодействующей к. Величина равнодействующей к зависит от степени заглубления опорных элементов 6 в материал крепи 8 и его свойств. Изменяя заглубление опорных элементов 6 в крепь 8 при выборе места установки ограничителей 9, обеспечивают условие надежной работы полка, когда несущая способность его перекрытия превышает сопротивление перемещению полка.

Кинетическая энергия от падения подъемного сосуда 3 затрачивается на работу по преодолению сил смятия бетона и трения рабочих поверхностей 7 опорных элементов 6 при их движении в крепи 8. Переместившись на расстояние, определяемое из условий ра- 5 венства кинетической энергии падения подъемного сосуда 3 и работы сил сопротивления движению опорных элементов 6, несущее перекрытие 1 полка останавливается, удерживая на себе подъемный сосуд 3.

Численные соотношения, характеризующие работу полка предлагаемой конструкции, могут быть следующие. При аварийном обрыве подъемного каната и падении подъемного сосуда массой 10 т с высоты 500 м кинетическая энергия составляет 50 МДж. При 35 установке предохранительного полка на 16 ножевых опорных элементах (два яруса по восемь опорных элементов с сопротивлением скольжению порядка 500 кн каждый) перемещение полка после удара подъемного сосуда составляет около 7 м. При этом по- лок испытывает нагрузку 8 Мн, на которую следует рассчитать его несущее перекрытие.

0

Формула изобретения

Предохранительный полок, включающий несущее перекрытие с амортизирующей подушкой и установленные на нем опорные элементы с ограничителями, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы предохранительного полка, опорные

элементы установлены на перекрытии шар- нирно, а их рабочие поверхности выполнены в виде логарифмической спирали, при этом на рабочих поверхностях опорных элементов симметрично с обеих .сторон жестко

закреплены ограничители, рабочая поверхность каждого из которых эквидистантна рабочей поверхности соответствующего опорного элемента и смещена относительно рабочей поверхности последнего в сторону оси шарнира, причем шарнир каждого опорного элемента помещен в полюсе логарифмической спирали, выполненной с параметрическим углом меньше угла самоторможения опорных элементов по материалу крепи.

/ Фи.г.1

Фче.2