Устройство для крепления горных выработок арочного сечения Советский патент 1991 года по МПК E21D11/04 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для временного крепления призабойного пространства выработок арочного сечения (формы) при ведении горно-проходческих работ в породах любой крепости и устойчивости, а также как затяжной материал в процессе установки временной крепи с постоянной инвентарной крепью в проводимой выработке.

Цель изобретения - повышение несущей способности и жесткости устройства, повышение надежности его в работе и расширение функциональных возможностей.

На фиг.1 показано устройство в статическом пневматически ненапряженном исходном состоянии; на фиг.2 - то же, в пневматически напряженном состоянии при креплении призабойной части проводимой выработки.

Устройство для крепления горных выработок содержит ряд отдельных эластичных прямолинейных цилиндрических оболочек 1, которые в своей продольной части по образующим 2 плотно соединены между собой , Цилиндрические оболочки 1 помещены в эластичный защитный кожух 3. Места 4 соприкосновения цилиндрических оболочек 1 с внутреней поверхностью защитного кожуха 3 плотно соединены между собой, а пространство между ними образует полости 5, заполненные пористым губчатым эластичным материалом. Цилиндрические оболочки 1 и защитный эластичный кожух 3 с полостями 5, заполненными пористым губчатым эластичным материалом, конструктивно образуют силовую пневматическую подушку 6 крепи. На одной из внешних поверхностей защитного кожуха 3 расположен усиливающий элемент 7 крепи. Усиливающий элемент 7 крепи выполнен в виде пластин 8, имеющих прямоугольное поперечное сечение, которые расположены по краям устройства на прямолинейном участке арочной крепи при приведении ее в рабочее состояние, и пластин 9, имеющих трапецеидальное поперечное сечение, которые размещены на криволинейном ее участке в центральной части устройства. Пластины 8 и 9 жесткости усиливающего элемента 7 крепи располо-. жены перпендикулярно цилиндрическим оболочкам 1 на всю ширину силовой пневматической подушки 6 крепи, причем они своими основаниями закреплены (склеены, сварены и т.п.) на одной из внешних поверхностей защитного кожуха 3, а продольные края их оснований выполнены без разрыва между собой. Цилиндрические оболочки 1 силовой пневматической подушки б крепи

снабжены стравливающими регулируемыми обратными клапанами 10.

Устройство работает следующим образом.

После проходки горной выработки на

величину шага установки временной крепи, определяемую паспортом крепления и ЕПБ, к груди забоя доставляют скрученную в рулон временную пневматическую крепь.

0 Затем раскручивают временную крепь, собранную в рулон, и размещают в призабой- ном пространстве так, чтобы концы крепи упирались в бока и почву закрепляемой части проводимой выработки, а усиливающий

5 элемент 7 крепи был обращен в сторону ее почвы. После этого с помощью штуцеров 11 через общий воздуховод 12 подключают цилиндрические эластичные оболочки 1 силовой пневматической подушки 6 временной

0 крепи к переносному малогабаритному компрессору к общешахтной магистрали сжатого воздуха. Количество цилиндрических оболочек 1. которые формируют силовую пневматическую подушку 6, выбирают в за5 висимости от характера проявления горного давления в подготовительной выработке, и оно равняется шагу установки постоянной инвентарной металлической арочной крепи. Производят наполнение цилиндрических

0 оболочек 1 силовой пневматической подушки 6 временной крепи сжатым воздухом. По мере увеличения избыточного давления в цилиндрических оболочках 1 силовая пневматическая подушка 6 временной крепи,

5 сопротивляясь выводу из равновесного состояния, начинает распираться в бока и почву выработки, описывая при этом ее пройденное сечение. После сооружения крепления и достижения им необходимого

0 расчетяого предварительного распора, создаваемого избыточным давлением в цилиндрических оболочках 1, устройство приобретает пневматически напряженное состояние и давление от пород кровли пол5 ностью передается на силовую пневматическую подушку 6 временной крепи.

Нормально равномерно распределенное избыточное давление в цилиндрических оболочках 1 силовой пневматической по0 душки 6 устройства, воздействуя на их внутренние стенки, передается на горный массив призабойной части поддерживаемой выработки и усиливающий элемент 7 крепи, который преобразовывает его в боковые

5 давления, действующие вдоль его оси.

Усилия, передаваемые цилиндрическими оболочками 1 силовой пневматической подушки 6 на горный массив закрепляемой выработки, вызывает формирование в нем только сжимающих напряжений о, что благоприятно сказывается на состоянии выработки, препятствуя образованию дискретной среды в ее кровле.

В случае возрастания горного давления со стороны выработки в устройстве начинают срабатывать стравливающие регулируемые обратные клапаны 10, расположенные в цилиндрических оболочках 1 и рассчитанные на порог срабатывания, обеспечивая при этом режим работы крепи с постоянной рабочей характеристикой, что положительно сказывается на ее устойчивости.

Формула изобретения

1. Устройство для крепления горных выработок арочного сечения, включающее соединенные между собой по образующим эластичные цилиндрические оболочки, наполненные рабочим агентом под давлением, загерметизированные с одной стороны и соединенные штуцерами с общим воздуховодом с другой стороны, отличающее- с я тем, что, с целью увеличения несущей способности и жесткости устройства, повышения надежности его в работе и расширения функциональных возможностей,

устройство снабжено защитным эластичным кожухом для размещения в нем эластичных цилиндрических оболочек, причем эластичные цилиндрические оболочки жестко скреплены по образующим с эластичным кожухом, а полости между оболочками и кожухом заполнены пористым эластичным материалом, при этом устройство снабжено пластинами жесткости, жестко соединенными с эластичным кожухом и установленными перпендикулярно продольным осям цилиндрических оболочек с возможностью взаимного контакта, причем пластины, размещенные по краям устройства, имеют поперечное сечение в виде прямоугольника, а пластины, размещенные в центральной части устройства, имеют поперечное сечение в виде трапеций, при этом устройство выполнено прямолинейным.

2. Устройство поп.1.отличающее- с я тем, что, с целью обеспечения управления рабочей характеристикой устройства в зависимости от конкретных горно-геологических условий, эластичные цилиндрические оболочки снабжены обратными регулирующими стравливающими клапанами.

Изобретение относится к горной промети и предназначено для временного крепления призабойного пространства горных выработок (ГВ) арочного сечения. Цель - повышение несущей способности и жесткости устр-ва, повышение надежности его работы и расширение функциональных возможностей. Для этого устр-во выполнено прямолинейным и состоит из соединенных между собой по образующим 2 эластичных цилиндрических оболочек 1, наполненных рабочим агентом под давлением. С одной стороны оболочки 1 загерметизированы, а с другой 8 соединены штуцерами с общим воздуховодом. По образующим 4 оболочки 1 жестко скреплены с защитным эластичным кожухом (ЭК) 3, в котором они размещаются. Полости 5 между оболочками 1 и ЭК 3 заполнены пористым эластичным материалом. Жестко с ЭК 3 соединены пластины (П) 8 и 9 жесткости, установленные перпендикулярно продольным осям оболочек 1 с возможностью контакта друг с другом. Размещенные по краям устр-ва П 8 имеют поперечное сечение в виде прямоугольника, а П 9 в центральной части устр-ва - в виде трапеций. Для управления рабочей х-кой устр-ва в зависимости от конкретных горно-геологических условий оболочки 1 имеют обратные регулирующие стравливающие клапаны. По мере увеличения избыточного давления в оболочках 1 образованная ими и ЭК 3 с полостями 5 силовая пневматическая подушка расширяется в бока и почву ГВ. Избыточное давление в оболочках 1 равномерно распределено, воздействуя на их внутренние стенки, и передается на горный массив поддерживаемой ГВ и на П 8 и 9, которое преобразовывают его в боковое давление, действующее вдоль их осей. 1 з.п ф-лы,2ил. (Л С О а N: (J ос N: Фиг. Г