Крепь горных выработок Советский патент 1990 года по МПК E21D11/14 

-vl

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для крепления горных выработок в сложных горногеологических условиях с повышенным боковым давлением. Цель - улучшение режима работы крепи путем повышени сопротивляемости боковым нагрузкам. На опорной поверхности (ОП) рамы крепи 1 расположена стопорная стенка (СС) 2. Располагается СС 2 в зоне максимального бокового отпора в месте наименьшего ее влияния на опору, а именно СС 2 размещена от торца ОП, обращенной внутрь контура рамы крепи 1, на расстоянии X. Последнее определяется из выражения X=HCTG(φ/4+φ/2), а высота H СС 2 определяется из выражения H=[Q(1-SINφ)SIN(φ/4+φ/2)]/L[P/S(1+SINφ)+2KKCOSφ, где Q - горизонтальная нагрузка на СС 2

P - вертикальная нагрузка на ОП

S - площадь ОП

L - длина СС 2

φ - угол внутреннего трения для сыпучих пород

K - сцепление пород

K - коэффициент ослабления пород за счет обводненности и трещиноватости. При этом сколу породной призмы препятствуют не только силы сцепления пород K, но и вертикальная составляющая P нагрузки на ОП. Под действием P на ОП рамы крепи 1 происходит внедрение СС 2 в породы почвы. Затем под действием под действием нагрузки Q СС 2 скалывает породную призму с одновременной боковой податливостью опоры и снижением действующей на нее нагрузки Q. Это обеспечивает устойчивую работу крепи. 4 ил.

7

Фаг.

Изобретение относится к горной пгомыишеннссти, кбикретно к креплению выработок в сложных горно-геологических условиях, с повьпиенным боковым давлением„

Цель изобретения - улучшение режима работы крепи путем повышения сопротивляемости боковьм нагрузкам

На фиг„1 изображена крепь горной выработки, поперечное сечение- на фигп2 - узел I на фиг„1; на фиГоЗ - вид А на фиго2; на фиг.4 - расчетная схема взаимодействия опоры с породами почвыо

Предлагаемая крепь включает раму крепи 1 и стопорную стенку 2, расположенную на опорной поверхности рамы крепи 1 о На опорных поверхностях крепи стопорная, стенка располагается в зоне максимального бокового отпора, в месте наименьшего ее влияния на опору,тое,, стопорная стенка размещена от торца опорной поверхности, обращенной внутрь контура рамы крепи на расстоянии х, определяемом из выражения

X hctg().

а. высота стопорной стенки h

деляется выражением

1Г , Ч

h 2iIisi2 l2i2 I5 l2lL

L f|-(1+sinl| )+2 Kk cosCfJ

опреде Q

на

Р S L q, К k

40

45

горизонтальная нагрузка стопорную стенку; вертикальная нагрузка на опорную поверхность; площадь опорной поверхности; длина стопорной стенки; угол внутреннего трения пород;

сцепление пород; коэффициент ослабления пород за счет обводненности и тре- щиноватости.

При этом сколу породной призмы препятствуют не только силы сцепления пород, но и вертикальная составляющая нагрузки на опору. Кроме того, место расположения стопорной стенки определяют тем, что момент, возникаю-., щий вследствие реакции N вертикальной; составляющей нагрузки Р на опору.

50

.компенсирует момент, возникающий от реакирни R горизонтальной составляющей нагрузки (J, что приводит к снижению затрат на изготовление крепи и увеличению гориз.онтальной реакции сопротивления крепи, а следовательно, повышается ее устойчивость

Крепь работает следующим образом с.

Под действием вертикальной составляющей нагрузки Р на опору рамы крепи 1 происходит внедрение стопорной стенки 2 в породы почвы. Затем под действием горизонтальной составляющей нагрузки Q стопорная стенка 2 производит скол породной призмы с одновременной боковой податливостью опоры и снижением действующей на неё нагрузки Q, что обеспечивает устойчивую работу крепи.

Формула изобретения

Крепь горньк выработок, включающая рамы крепи со стопорной стенкой на опорных поверхностях, отличающаяся тем, что, с целью улучшения режима работы крепи путем повышения сопротивляемости боковым нагрузкам, стопорная стенка размещена от торца.опорной поверхности, обращенной внутрь контура рамы крепи., на расстоянии х, определяемом из выражения

35

п и X h ctg(- + ),

I

а высота стопорной стенки h определяется выражением

7

h

Q(1-sinij)sin(-2j-+ )

L Г-|- (1+sin(|))+2 Kk совсЛ

где Q - горизонтальная нагрузка на стопорную стенку;

Ц - угол внутреннего трения для сыпучих пород;

L - длина стопорной стенки;

Р - вертикальная нагрузка на опорную поверхность;

S - площадь опорной поверхности;

К - сцепление пород;

k - коэффициент ослабления пород за счет обводненности и треп;иноватости.

/// /// /// ///

Фиг. 1

Фиг. 2