Узел податливости для крепи из спецпрофиля Советский патент 1992 года по МПК E21D11/14 

Изобретение относится к горному делу, в частности к креплению горных выработок, и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых.

Известны узлы податливости крепи из спецпрофиля, состоящие из соединяемых внахлестку элементов спецпрофиля, болтовых или клиновых замков и дополнительных средств усиления податливого соединения крепи, например вкладышей, накладок и др.

Недостатком этого узла является значительное их конструктивное усложнение при небольшом повышении сопротивления, а также возможность смещения замков с места их установки при сжимании спецпрофилей под воздействием горного давления.

Известен узел податливости для крепи из спецпрофиля, включающий хомут с клиновым замком и вкладыш из спецпрофиля с полками.

Недостатком этогр узла податливости является необеспеченность четкого взаимодействия всех деталей узла и возможность сползания хомута и вкладыша.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности к изобретению является узел податливости для крепи из спецпрофиля, включающий хомут с клиновым замком и вкладыш из спецпрофиля с полками.

Недостатком этого узла податливости является низкое использование несущей способности крепи. Хомут с вырезами перемещается вместе с клиновым замком и верхним сегментом по стойке с постоянной величиной сопротивления. В результате может произойти ослабление одной из деталей замкового соединения.

Цель изобретения - повышение коэффициента использования несущей способности крепи путем обеспечения нарастания сопротивления ее податливости.

Цель достигается тем, что в узле податливости для крепи из спецпрофиля, включающем хомут с клиновым замком и вкладыш с вырезом для размещения в нем хомута, вырез под хомут выполнен в одной из, торцовых частей вкладыша и имеет скошенную поверхность, которая контактирует с хомутом с возможностью самозаклинивания вкладыша при смещении его относительно хомута.

На фиг.1 изображен узел податливости, вид сбоку; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - вкладыш, аксонометрия.

Узел податливости состоит из соединяемых элементов 1 и 2 крепи из спецпрофиля, хомута 3, планки-накладки 4. клина 5, ./пора б и вкладыша 7.

Вкладыш 7 выполнен из отрезка спецпрофиля, имеет вырез 8 под хомут и скошенную поверхность 9.

Монтаж крепи с предлагаемым узлом

податливости производят в следующей последовательности.

Соединяют элементы 1 и 2 крепи друг с другом внахлестку. На элементе 2 монтируют вкладыш 7 и соединяют все вместе деталями 3-5 замка, причем планку-нахлестку устанавливают над упором 6. Хомут 3 располагают в средней части нахлестки. Клиньями 5 надежно соединяют элементы 1 и 2 крепи, хомут 3, планку-нахлестку 4 и вкла5 дыш 7.

Демонтаж узла податливости производят следующим образом.

Выбивают клинья 5, снимают планкунакладку 4 с элемента 1 спецпрофиля, разъединяют элементы 1 и 2 друг от друга.

Узел податливости работает следующим образом.

При горном давлении, превышающем сопротивление узла податливости, элементы 1 и 2 крепи из спецпрофиля проскальзывают один Относительно другого. Так как детали 3-5 клинового замка зафиксированы от смещения ограничителем, то вкладыш под воздействием горного давления и благодаря наличию наклонной продольной поверхности 9 перемещается под хомут.

Элемент2 расположенный между вкладышем 7 и элементом 1, преодолевает двойное сопротивление, при этом несущая

5 способность крепи возрастает. Внешнее горное давление прижимает вкладыш 7 к элементу 2 и последний перемещается под хомут 3, увлекая за собой вкладыш 7, который представляет собой отрезок спецпро0 филя и выполнен с наклонным продольным срезом со стороныполок спецпрофиля, что придает вкладышу 7 форму клина.

Смещаясь вместе с элементом 2, вкладыш 7 заходит под хомут 3 и своей наклонной клиновой поверхностью 9 расклинивается между хомутом 3 и элементом 2. Продвижению хомута 3 по элементу 2 препятствует ограничитель. Поэтому силой горного давления вкладыш 7 смещается под

0 хомут 3, производя дополнительное воздействие на хомут 3 v на элемент 2.

Хомут 3 через клин 5 и планку-накладку 4 воздействует на элемент 1 и он прижимается к элементу 2 под воздействием вкладыша 7 прижимается к элементу 1. Это смещение происходит до тех пор, пока вкладыш 7 не коснется вырезом 8 хомута 3. В этом положении вкладыш 7 своей наклонной продольной поверхностью 9 обеспечит максимальное сопротивление смещению

элемента 2 относительно элемента 1. При дальнейшем нарастании горного давления произойдет смещение элемента 2 между элементом 1 и вкладышем 7, сопровождаемое нарастанием сопротивления податливости из-за увеличения площади трения между поверхностями элементов 1 и 2.

Длина наклонного продольного среза может быть различной. Это будет влиять только на угол подъема а (фиг.З). Он подбирается в зависимости от горно-геологических условий от назначения крепи. Чем меньше угол а, тем больше будет величина смещения хомута 3 и крепь дольше буд%т, нaбиpatь Максимальное сопротивле(1иепо-$ датливостй и наоборот.,л

Одновременно длина наклонного продольного среза зависит, от длины самого вкладыша. Чем больше его длина, тем больше охватывает элемент2, уменьшая деплаРационные свойства спецпрО(|)иля крепи и значительно увеличивает сопротивление элементов 1 и 2 изгибу и кручению, а также повышает устойчивость плоской формы изгиба.

При дальнейшем воздействии горного давления вкладыш своим вырезом 8 в полке спецпрофиля частично деформирует детали замка, используя их прочностные возможности до предела. При исчерпании деформационных свойств клинового замка элемент 2 крепи начнет проскальзывать между вкладышем 7 и элементами 1 крепи. Причем это смещение, как показали результаты стендовых испь1таний,,,пройсхрдятуже при нагрузк е на крепь кН f..e;V ирпользуя несущую способность кре||йГна Щ95%.. ,:; Г, .

Обеспечение грузонесущей способности каждой раме крепи в пределах 300350 кН и установка этих рам по всей длине штрека позволит сохранить установочные размеры горной выработки до начала ведения очистных работ. С началом очистных работ горное давление деформирует крепь выемочных ш,треков с несущей способностью 300-350 кН с опережением фронта работ всего на 15-20 м, тогда как известную крепь с несущей способностью 150-170 кН деформирует с опережением очистных работ на 60-80 м.

Принимая скорость деформации в обоих видах крепей одинаковой, получим, что потеря габаритов при погашении выработок, закрепленных крепью, несущая способность которых 300-350 кН, значительно меньше. Это обстоятельство позволяет улучшить условия труда, повысить производительность очистного забоя,снизить себестоимость добываемой руды.

Предлагаемый узел податливости для крепи из спецпрофиля позволяет получить ряд преимуществ: упрощение конструкции крепи; унификация элементов крепи; повышение крэффициента использования несущей способности крепи; возможность многократкого использования вкладыша из спецпрофидя; незначительные затраты на изготовление предлагаемых вкладышей.

Экономический эффект от применения предложенного узла податливости для крепи из спецпрофиля определяют из выражения

Э (Ci - С2) X А2,

где А2 - длина выработки;

; Ci - стоимость перекрепления одного метра выработки с существующим узлом податливости для крепи из спецпрофиля, руб; С2 - стоимость перекрепления одного

метра выработки с предлагаемым узлом по датливости, руб. :.,

Экономический эффект учитывает толькр затраты, связанные с перекреплением гбрных вырй|боток.

. .

формула изобретения

Узел податливости для крепи из спецпрофиля, включающий хомут и вкладыш из спецпрофиля с вырезом под хомут, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента использования несущей способности крепи путем обеспечения нарастания сопротивления ее податливости, вкладыш выполнен с наклонным продольным срезом со стороны полок спецпрофиля и установлен с возможностью контактирования наклонной поверхности среза вкладыша с хомутом для обеспечения самозаклинивания вкладыша.

А A(no6epHL/mo)

r/

fPus. 2

7