Бочкообразная инвентарная металлическая крепь БИК-1 Советский патент 1992 года по МПК E21D11/14 

f// /// W 77/ 77/ 77/ 777 /77 77/

. фиг.З

Изобретение относится к шахтным металлическим крепям, устанавливаемым в подготовительных выработках при пологом и наклонном залегании угольных пластов в слоистоустойчивом массиве. Известна инвентарная металлическая податливая крепь, рамы которой состоят из верхняка и боковых податливых элементов, изготовленных из шахтного спецпрофиля. Соединение стойки с верхняком осуществляется за счет того, что предварительно сплющенный конец стойки вставляется внутрь профиля верхняка, повернутого днищем вверх, который усиливается приваренной косынкой. Рамы крепи соединяются между собой с помощью жестких межрамных связей, скрепляемых хомутами.

Недостатками этой крепи являются: небольшая несущая способность, которую определяет низкий момент сопротивления изгибу в плоскости рамы прямолинейных конструкций верхняка и стоек; высокая металлоемкость, трудоемкость изготовления, монтажа и демонтажа, относительно высокая стоимость; конструкции межрамных связей не обеспечивают варьирования шага установки рам крепи при разном по длине выработки горном давлении, что в одном случае снижает несущую способность, в другом - повышает стоимость крепи.

Наиболее близкой к предлагаемой является металлическая бочкообразная податливая крепь, рамы которой состоят из прямолинейных верхняка и лежня, выполненных из двутавра, усиленного приваренными пластинами, а также двух боковых податливых элементов криволинейного очертания, изготовленных из шахтного спецпрофиля. Верхняк и лежень с боковыми элементами связаны специальным шарнирным узлом, представляющим собой быстро- разъемное соединение встык двутаврового верхняка с боковыми стойками за счет того, . что свободные от полки концы стенки двутавра входят в щелевые вырезы на днищах боковых элементов так, что внешние полки двутавра зажаты между боковыми стенками шахтного спецпрофиля. Концы боковых элементов фиксируются также поперечными пластинами, приваренными на концах верхняка. Такое соединение обеспечивает надежную работу соединительного узла и существенно повышает пространственную устойчивость крепи.

Недостатками описанной конструкции крепи являются: большая трудоемкость и нетехнологичность изготовления вследствие значительного объема сварочных работ; большая металлоемкость; невозможность варьирования шага установки рам крепи

(при изменении горного давления по длине выработки) вследствие фиксированной длины межрамных связей, что в одном случае не обеспечивает необходимую несущую

способность крепи, в другом - повышает ее металлоемкость и стоимость на единицу длины выработки; большая трудоемкость установки и демонтажа крепи, так как крепление межрамных связей на рамах крепи

0 требует дополнительных хомутов, болтов и гаек, что увеличивает не только трудоемкость при сборке и демонтаже крепи, но и материалоемкость крепи; ненадежность работы крепи, так как ее конструкция предус5 матривает в узле податливости только один клиновой замок, а расположение межрамных связей не обеспечивает пространственной устойчивости рам крепи.

Цель изобретения - снижение трудоем0 кости изготовления, установки и демонтажа крепи, снижение ее удельной металлоемкости и стоимости.

Поставленная цель достигается за счет использования в конструкции крепи двух

5 пар клиновых замковых соединений и быст- роразъемных жестких межрамных связей из арматурных стержней периодического профиля, устанавливаемых со смещением один относительно другого в вертикальной пло0 скости, обеспечивающих возможность варьирования шага установки рам крепи и являющихся одновременно неотъемлемой частью податливых узлов клинового типа, так как их концы, продетые в отверстия хо5 мутов клиновых замков, выполняю т роль пальцев, причем длина стержней должна обеспечивать надежную работу клинового замка при максимальной величине шага рам крепи,

0 На фиг.1 изображена металлическая бочкообразная инвентарная крепь БИК-1; на фиг.2 - узел I на фиг. 1; на фиг.З - сечение А-А на фиг.1; на фиг,4 - сечение Б-Б на фиг.З.

5 Бочкообразная инвентарная металлическая крепь БИК-1 содержит прямолинейный верхняк 1 из двутавра общего назначения, боковые криволинейные элементы 2 из шахтного спецпрофиля, два узла 3 податливо0 сти клинового типа, включающих по два хомута, межрамные стяжки 4 из арматурных стержней периодического профиля, вставляемые в отверстия под пальцы в хомутах клиновых замков,-а также деревянные меж5 рамные распоры 5.

Наличие в предлагаемой конструкции крепи жестких межрамных стяжек 4 - арматурных стержней периодического профиля, расположенных со смещением один относительно другого в вертикальной плоскости на

расстоянии 30 см, усиленных узлами 3 податливости клинового типа, включающих по два хомута 6, клиньев 7, соединяемых элементов 2, шарнирных соединений верхняка 1 со стойкой 2 (узел I). где внутренние полки 8 концов двутаврового верхняка 1 срезаны, а их свободные стенки входят в вырезы на днищах боковых элементов так, что внешние полки двутавра зажаты между боковыми стенками 9 желобчатого профиля 2, а также наличие распоров 5 обеспечивает пространственную устойчивость и высокую несущую способность крепи.

Конструкция крепи полностью исключает применение резьбовых соединений и сварочных работ, изготовление всех ее элементов осуществляется только рубкой, штамповкой и гнутьем, что обеспечивает возможность создания полностью механизированных и автоматизированных поточ- ных линий.

Предлагаемая конструкция инвентарной бочкообразной крепи была изготовлена на Осинниковском ремонтно-механическом заводе концерна Кузнецкуголь в количест- ве 128 комплектов. Верхняк крепи длиной 2 м изготовлен из двутавра № 16 общего назначения, элементы стоек крепи - из. спецпрофиля СВП17. Клиновые замки изготовлены путем штамповки на вырубных и гибочных прессах из стальной полосы толщиной 10 мм. Межрамные стяжки длиной 1,2 м нарублены из стальных стержней периодического профиля диаметром 25 мм.

Три рамы бочкообразной инвентарной крепи успешно прошли стендовые, испытания в институте КузНИИшахтострой г.Кемерово.

В настоящее время на шахте Капитальная концерна Кузнецкуголь установлены 125 комплектов бочкообразной инвентарной крепи с целью проведения шахтных испытаний.

Установка крепи в выработке осуществляется следующим образом.

На выдвижные консоли, опирающиеся на устанавливаемые рамы, устанавливают верхняк. Укладывают внахлест ,. верхний и нижний боковые элементы 2 крепи и скрепляют клиновым хомутом, используя в качестве пальца межрамную стяжку, продетую одним концом в отверстия хомута. Полученную стойку крепи устанавливают вертикально под верхняк в необходимое положение, при этом длинный конец стяжки 4 продевают в отверстия соответствующего по уровню хомута, устанавливаемого на соседней уже смонтированной раме крепи, после чего ударами кувалды хомут расклинивают. Затем в том же порядке устанавливают вторую стойку и осуществляют затяжку кровли и боков выработки.

Демонтаж крепи осуществляют в следующем порядке.

На демонтируемой раме ослабляют клинья хомутов, плавно опускают верхние боковые элементы с верхняком и затем разбирают зсю конструкцию рамы.

Предлагаемая конструкция существенно снижает трудоемкость изготовления, установки и демонтажа, уменьшает удельную металлоемкость и стоимость крепи, повышает производительность труда проходчиков.

Формула изобретения

Бочкообразная инвентарная металлическая крепь, включающая рамы, имеющие верхняк, боковые элементы и узлы податливости клинового типа с отверстиями в хомутах и установленные в них пальцы, о т ли ч а- ю щ а я с я тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления, установки и демонтажа крепи, снижения ее удельной металлоёмкости и стоимости, пальцы из арматурных стержней периодического профиля выполнены в виде межрамных связей, при этом узлы податливости установлены попарно на боковых элементах каждой рамы, а межрамные связи установлены 8 них в шахматном порядке.

Изобретение относится к горному делу, а именно к шахтным металлическим крепям, устанавливаемым в подготовительных выработках при пологом и наклонном залегании угольных пластов. Цель - снижение стоимости, трудоемкости изготовления монтажа и демонтажа крепи. Бочкообразная инвентарная металлическая крепь, включающая рамы, состоящие из верхняков 1, боковых элементен 2 и узлов податливости клинового типа 3. имеет быстроразъем- ные жесткие межрамные соединения 4, установленные в отверстия хомутов замков податливости. Межрамные связи выполнены из арматурных стержней периодического профиля, установленных в шахматном порядке и обеспечивающих возможность варьирования шага установки рам крепи, и являются одновременно неотъемлемой частью податливых узлов клинового типа. 4 ил со С

В- В

Фиг. Z