Усиленная крепь горных выработок Советский патент 1992 года по МПК E21D11/14 

фиг.1

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности - к креплению горных выработок крепью из шахтного спецпрофиля на шахтах и рудниках.

Известны крепи усиления, состоящие из одной или двух индивидуальных стоек и одного или двух прогонов, устанавливаемых под верхняк в средней части выработки с арочной крепью из спецпрофиля в зонах интенсивного горного давления.

Из-за характерной формы арочной крепи основным недостатком таких конструкций является возможность установки крепи усиления (стоек) только посередине пролета выработки, что приводит к деформациям постоянной крепи в зоне опорного давления преобладающим боковым усилием со стороны очистного забоя. При этом загромождается сечение выработки и, как следствие, зачастую не обеспечивается достаточная величина зазоров и свободных проходов между транспортными средствами и стойками крепи.

Наиболее близкой к предложенной является крепь, усиление которой произведе- но двумя составными податливыми элементами из спецпрофиля, с отогнутыми концами, которые с помощью известных узлов соединения крепятся к верхним и нижним элементам арки, причем верхние концы усиливающих элементов устанавливаются встык по отношению друг к другу.

При такой схеме установки усиливающих элементов в значительной степени загораживается полезное сечение выработки, причем расположению усиливающих элементов встык препятствует наличие межрамных стяжек, расположенных на верхняке по центру выработки. При большом давлении на крепь неизбежна деформация межрамных стяжек, расположенных на верхняке, и соответственно осложняется их демонтаж при извлечении крепи и повторное использование. Кроме того, наличие податливых узлов на усиливающих элементах усложняет их конструкцию, увеличивает вес и время монтажа и демонтажа, повышает стоимость. При сечении выработки более 9,0 м2 усиление двумя элементами недостаточно эффективно из-за большой величины пролета и приводит к значительному загромождению полезного сечения усиливающими элементами при их установке встык на верхняке крепи.

Цель изобретения - повышение несущей способности крепи и увеличение полезного сечения выработки.

Для достижения этой цели в предлагаемой усиленной крепи горных выработок,

включающей выполненные из спецпрофиля верхняк, стойки и пару боковых усиливающих элементов с замками на концах, боковые элементы разнесены по верхняку и

выполнены из цельных отрезков, при этом планки повторяют форму спецпрофиля, а скобы выполнены П-образными.

Для выработок, имеющих поперечное сечение более 9,0 м , усиленная крепь снабжена дополнительным центральным усиливающим элементом из спецпрофиля, расположенным горизонтально и взаимодействующим своими торцами с торцами боковых усиливающих элементов.

Усиливающие элементы могут жестко скрепляться своими торцами с замками, например, посредством гнутой полосы.

При применении трех усиливающих элементов их сопрягающиеся торцы боковых и центрального элементов могут быть выполнены со скосами, что позволяет использовать для их закрепления на раме по одному замку в местах сопряжения элементов вместо двух и соответственно снизить

трудовые и материальные затраты на их установку и демонтаж.

Концы усиливающих элементов могут иметь поперечные вырезы до днища спецпрофиля, которые в условиях шахтных мастерских (без специального прессового оборудования) позволяют отогнуть их под углом, обеспечивающим параллельное расположение относительно элементов крепи и соединить их с рамой известными замками

с изогнутой планкой. Для предотвращения излома спецпрофиля в месте его отгиба целесообразно вырез сделатььобразной формы.

На фиг. 1-9 показана предлагаемая

крепь при различном выполнении и расположении усиливающих элементов.

На фиг.1 и 2 показана крепь с тремя и двумя усиливающими элементами, жестко скрепленными (сваркой) своими торцами с

замками, общий вид.

Усиленная крепь горных выработок состоит из верхняка 1, двух боковых стоек 2 и усиливающих элементов 3, выполненных из прямых отрезков спецпрофиля с соединительными углами (замками) 4 на концах.

На фиг.З и 4 (узел I на фиг.1) показаны усиливающие элементы, на концах которых жестко прикреплены соединительные замки, непосредственно приваренные к торцам

элемента (фиг.З) и жестко скрепленные с торцами с помощью гнутой полосы 5 (фиг.4).

Узел соединения с изогнутой планкой 6, П-образной скобой 7 и гайками 8 показан на фиг.5.

На фиг.6 показана усиленная крепь с тремя усиливающими элементами, у которой на боковых усиливающих элементах на верхних концах и у горизонтального усиливающего элемента на обоих концах торцы срезаны под некоторым углом, обеспечивающим параллельное расположение торцовых частей сопрягаемых усиливающих элементов и состыкованы на верхняке арочной рамы (фиг.7). Нижние концы боковых усиливающих элементов выполнены с поперечным разрезом полок Ьобразной формы до днища спецпрофиля на расстоянии 150 мм от конца и отогнуты под углом, обеспечивающим параллельное соединение элементов (фиг.9).

Соединение усиливающих элементов с арочной рамой осуществляется с помощью известного соединительного узла с изогнутой планкой (фиг.7), устанавливаемого по одному в местах соединения верхнего и бокового усиливающих элементов и на нижних концах боковых усиливающих элементов.

На фиг.8 показана крепь с усиливающими элементами, у которых на обоих концах имеется поперечный разрез полок -образ- ной формы до днища спецпрофиля на расстоянии 150 мм от конца, концы отогнуты под углом, обеспечивающим параллельное расположение элементов 2 и 9 (фиг.9). Соединение усиливающего элемента на концах с арочной рамой осуществляется с помощью известного соединительного замка с изогнутой планкой 6, взаимодействующего с отогнутым концом усиливающего элемента 9 и рамой крепи 1,2.

Предлагаемые варианты узлов соединения могут применяться при двух усиливающих элементах в выработках, имеющих небольшую площадь поперечного сечения (до 9 м), и при применении трех усиливающих элементов в выработках сечением более 9,0 м2.

Крепь возводится следующим образом.

Усиливающие элементы 3 крепи крепятся одним концом к верхняку 1, а другим - к стойке 2 (фиг.1), третий горизонтально расположенный усиливающий элемент устанавливается и закрепляется с обоих концов на верхняке 1.

В варианте крепи, показанном на фиг.6, срезанные под углом торцы горизонтального и верхние концы боковых усиливающих элементов устанавливаются встык (фиг.6 и 7) и закрепляются на верхняке 1 крепи с помощью одного соединительного замка, состоящего из изогнутой планки б, скобы 7 и гайки 8, Нижние концы боковых усиливающих элементов, выполненные с поперечным вырезом, отогнуты на угол,

обеспечивающий параллельное прилегание скрепляющих элементов, каждый из концов соединяется с рамой одним соединительным замком 6 (фиг.9).

При осадке крепи под нагрузкой помимо осуществления податливости в узле соединения стойки с верхняком арочной рамы, происходит перемещение соединительных узлов усиливающих элементов по раме

0 крепи, при этом крепь имеет увеличенную несущую способность в податливом режиме за счет усиления рамы усиливающими элементами и дополнительного сопротивления податливости в узлах их соединения с ра5 мой.

Конструкция усиливающих элементов усиленной крепи позволяет производить усиление арочной крепи как впереди лавы, так и позади очистного забоя, повышая не0 сущую способность крепи. Наличие минимального количества усиливающих элементов позволяет быстро монтировать (демонтировать) усиливающие элементы крепи.

5 По сравнению с прототипом и другими известными крепями усиления, устанавливаемыми посередине верхняка арочной крепи, предлагаемая усиленная крепь горных выработок позволяет увеличить несущую

0 способность крепи, не загромождая полезное сечение выработки, обеспечить ее работу в податливом режиме, исключить необходимость перекрепления выработки перед лавой, а при поддержании выработки

5 позади очистных работ уменьшить объем перекрепления.

Формула изобретения 1.Усиленная крепь горных выработок, включающая выполненные из спецпрофиля

0 верхняк, стойки и пару боковых усиливающих элементов с замками на концах, имеющими скобы с планками и гайками, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности крепи и увеличения

5 полезного сечения выработки, боковые усиливающие элементы разнесены по верхняку и выполнены из цельных отрезков, при этом планки выполнены повторяющими форму спецпрофиля, а скобы П-образными.

0 2.Крепь по п.1, отл ича ю ща яся тем, что она снабжена взаимодействующим своими торцами с торцами боковых усиливающих элементов дополнительным центральным усиливающим элементом.

5 З.Крепь по.п.1, отлича юща яся тем, что усиливающие элементы жестко скреплены своими торцами с замками.

4.Крепь по п.2, отл ича ю щая ся тем, что усиливающие элементы жестко скреплены с замками посредством гнутой полосы.

5.Крепь по п.2, отличающаяся тем, что торцы боковых и дополнительного усиливающего элементов выполнены со скосами.

б.Крепь поп.2,отличающаяся тем, что усиливающие элементы имеют на концах поперечные вырезы до днища спецпрофиля.

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для крепления выработок. Цель изобретения - повышение несущей способности крепи и увеличении полезного сечения выработки. Крепь состоит из верхняка 1, стоек 2 и пары боковых усиливающих элементов (УЭ) 3, выполненных из цельных отрезков спецпрофиля. Для соединения УЭ 3 служат замки 4, имеющие планки, повторяющие форму спецпрофиля крепи, П-образные скобы и гайки. Относительно друг друга УЭ 3 разнесены по верх- няку 1 и могут иметь дополнительный центральный УЭ, взаимодействующий своими торцами (Т) с Т разнесенных УЭ 3. Указанные Т могут выполняться со скосами. Соединены УЭ 3 с замками жестко путем непосредственного скрепления их Т или с помощью гнутой полосы. На концах УЭ 3 могут иметь вырезы до днища спецпрофиля. 5 з.п.ф-лы, 9 ил. Ё

фие.2

А-А

фиг. 5