Крепь горных выработок Советский патент 1992 года по МПК E21D11/14 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к конструкциям крепи горных выработок.

Известна крепь горных выработок, включающая верхняк, стойки, соединенные между собой посредством вкладышей и клинья.

Недостатком этой крепи является то, что под действием бокового горного давления стойки крепи деформируются. Это приводит к снижению несущей способности крепи.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является

крепь горных выработок, включающая стойки, гибкую стяжку с фиксирующими элементами на концах, составной верхняк с параболовидной поверхностью, опирающейся на гибкую стяжку, вкладыш для соединения стоек с верхняком и клинья.

К недостаткам этой крепи относится то, что стойки крепи кроме сжимающих в продольном направлении сил воспринимают еще и изгибающие моменты, вызванные боковым горным давлением. Это приводит к. их деформации и к снижению несущей способности крепи.

М XI

О

сл

ON

о

Целью изобретения является повышение несущей способности крепи за счет исключения изгибающих моментов в стойках.

Указанная цель достигается тем, что в известной крепи горных выработок, включающей вертикальные стойки, составной вер- хняк с параболовидной поверхностью, опирающейся на гибкую стяжку, и вкладыши с фиксаторами для соединения стоек и вер- хнлка, установлен лежан, выполненный аналогично верхняку, при этом стойки выполнены составными с опирающимися на гибкие стяжки параболовидными поверхностями, а вкладыши - коробчатыми, при этом вкладыши связаны между собой по смежным сторонам опорными площадками, имеют клинья, размещенные в продольных пазах, направленных диагонально от общего для опорных площадок угла, причем, вкладыши установлены с возможностью взаимодействия с торцами верхняка, стоек и лежаиа, а клинья - с фиксаторами гибких стяжек, Кроме того, в предложенной крепи фиксаторы гибких стяжек выполнены в виде пальцев с проточками, пальцы выполнены с поперечным углублением, каждый вкладыш снабжен установленным между фиксатором и клином сухарем, причем, контактирующая с фиксатором поверхность сухаря имеет поперечный вырез.

На фиг. 1 изображена крепь горных выработок; на фиг. 2 - внутренняя часть составной стойки, вид спереди; на фиг. 3 - вкладыш, вид спереди; на фиг. 4 -тоже, вид сбоку; на фиг. 5 - то же, вид сверху; на фиг.

6 палец с проточкой, вид спереди; на фиг.

7- палец с поперечным углублением, вид спереди; на фиг. 8 - сухарь, вид спереди; на фиг. 9 - гибкая стяжка; на фиг. 10 - узел соединения стоек с верхняком и лежаном; на фиг. 11 - разрез узла соединения стоек с верхняком и лежаном при применении пальца с проточкой; на фиг. 12 - разрез узла соединения стоек с верхняком и лежаном при применении пальца с поперечным углублением; на фиг. 13 - разрез узла соединения стоек с верхняком и лежаном в случае, когда вкладыш снабжен сухарем с поперечным вырезом.

Крепь состоит из стоек 1, верхняка 2, лежана 3, вкладышей 4, гибких стяжек 5, пальцев 6, сухарей 7 и клиньев 8. Стойки 1, верхняк 2 и лежан 3 составлены из отрезков спецпрофиля 9 и деревянных отрезков 10 с параболовидной поверхностью, снабженной опорной пластиной 11, Вкладыши 4 выполнены коробчатыми, состоящими из двух пластин 12, связанных между собой по смежным стороиам двумя опорными площадками 13 с продольными пазами 14 для

размещения гибких стяжек 5. Пластины 12 вкладышей 4 снабжены продольными пазами 15, размещенными в радиальном направлении от общего для опорных

площадок 13 угла. Гибкие стяжки 5 выполнены в виде отрезков каната с петлями 16 на концах. Для размещения петель 16 гибких стяжек 5 на пальцах б выполнены прогочки 17 или поперечное углубление 18. Кроме

0 того, для размещения на пальцах 6 петель 16 гибких стяжек 5 возможно применение сухарей 7, установленных между пальцами 6 и клиньями 8. При этом, поверхность сухарей 7 соприкасающаяся с пальцами 6, имеет

5 поперечные вырезы 19 для размещения петель 16 гибких стяжек 5.

Монтаж крепи производят следующим образом.

В закрепляемом месте укладывают ле0 жан 3 параболовидной поверхностью вверх. Нижнюю гибкую стяжку 5 размещают на опорной пластине 11 параболовидной поверхности лежана 3. По торцам лежана 3 укладывают вкладыши 4, ориентируя их

5 опорными площадками 13 к торцам лежана 3 так, чтобы остальные опорные площадки 13 были направлены вверх. В продольные пазы 14 опорных площадок 13 заводят петли 16 гибких стяжек 5 и, совместив их с

0 продольными пазами 15 пластин 12, вводят в них пальцы 6. Кроме того, для обеспечения начального натяжения гибких стяжек 5 в пазы 15 вводят клинья 8 с возможностью взаимодействия с пальцами 6. На свобод5 ные опорные площадки 13 устанавливают стойки 1, ориентируя параболовидными поверхностями внутрь закрепляемой выработки. К кровле выработки поднимают верхняк 2, ориентируя его параболовидной поверх0 ностью вниз. На верхние торцы стоек 1 устанавливают вкладыши 4, направляя их опорными площадками 13 к торцам стоек 1 и верхняка 2, Боковые стяжки 5 укладывают на пластины 11 параболовидных поверхно5 стей вертикальных стоек 1 и их верхние петли 16 вместе с петлями верхней гибкой стяжки 5, уложенной на параболовидной поверхности верхняка 2,вводят в продольные пазы 14 опорных площадок 13. После совме0 щения их с продольными пазами 15 пластин 12 в пазы 15 вводят пальцы 6. Для обеспечения начального натяжения гибких стяжек 5 и возможности демонтажа крепи в пазы 15 вводят клинья 8. Окончательную установку

5 крепи осуществляют после затяжки кровли и боков выработки забиванием клиньев 8.

Крепь работает следующим образом. Под воздействием горного давления стойки 1, верхняк 2 и лежан 3, перемещаясь своими торцами по опорным площадкам 13 передают усилия на гибкие стяжки 5, которые работают при этом на растяжение. Взаимодействуя с параболовидными поверхностями вертикальных стоек 1, верхняка 2 и лежана 3 гибкие стяжки 5 создают на них распределенные нагрузки, уравновешивая поперечные воздействия бокового горного давления. По мере упругой деформации гибких стяжек 5 стойки 1, верхняк 2 и лежан 3 перемещаются вдоль опорных площадок 13 вкладышей 4, воспринимая как поперечные так и продольные нагрузки. Увеличение бокового горного давления автоматически вызывает аналогичное увеличение реакции гибкой стяжки 5. Это исключает изгибающие моменты на стойках 1 и повышает несущую способность крепи.

Демонтаж крепи осуществляют в обратном порядке.

Предлагаемая крепь обеспечивает повышение несущей способности рамы более чем в 3 раза. В сложных горно-геологических условиях обеспечивается повторное использование всех элементов крепи.

Формула изобретения 1. Крепь горных выработок, включающая вертикальные стойки, составной верхняк с параболовидной поверхностью, опирающейся на гибкую стяжку, имеющую

фиксаторы, и вкладыши для соединения стоек и верхняка, отличающаяся тем, что. с целью повышения несущей способности крепи, крепь снабжена выполненным аналогично верхняку лежаном, при этом стойки выполнены составными с опирающимися на гибкие стяжки параболовидными поверхностями, а вкладыши - коробчатыми, при этом вкладыши связаны между собой по смежным сторонам опорными площадками и имеют клинья, размещенные в продольных пазах, направленных диагонально от общего для опорных площадок угла, причем вкла- дыши установлены с возможностью

взаимодействия с торцами верхняка, стоек и лежана, а клинья - с фиксаторами гибких стяжек.

2.Крепь по п. 1,отличающаяся тем, что фиксаторы гибких стяжек выполнены в виде пальцев с проточками.

3.Крепь по п. 1,отличающаяся тем, что фиксаторы гибких стяжек выполнены в виде пальцев с поперечными углублениями.

4. Крепь по п. 1,отличающаяся тем, что каждый вкладыш снабжен установленным между фиксатором и клином сухарем, причем контактирующая с фиксатором поверхность сухаря имеет поперечный вырез.

Использование: изобретение относится к горному делу, в частности к креплению горных выработок. Цель - повышение несущей способности крепи. Сущность изобретения: в крепи горных выработок, включающей вертикальные стойки, составной верхняк с параболовидной поверхностью, опирающейся на гибкую стяжку, и вкладыши с фиксаторами для соединения стоек и верхняка, установлен лежан, последний и стойки выполнены аналогично верхняку, вкладыши - коробчатыми, которые связаны между собой по смежным сторонам опорными площадками и имеют клинья, размещенные в продольных пазах, направленных диагонально от общего для опорных площадок угла, причем вкладыши установлены с возможностью взаимодействия с торцами верхняка, стоек и лежана, а клинья - с фиксаторами гибких стяжек. Фиксаторы гибких стяжек выполнены в виде пальцев с проточками или пальцев с поперечными углублениями. При действии горного давления поперечные нагрузки на лежан стойки и верхняк преобразуются в растягивающие усилия, действующие на гибкие стяжки и продольно сжимающие нагрузки на стойки верхняк и лежан. Положительный эффект; повышение несущей способности крепи позволяет снизить ее металлоемкость, 3 з.п. ф-лы, 13 ил. сл

Фиг. f

Q 4s

7

f

A

Ч-/

N

Фиг. 7

с/г в

0х

X

) у

)i

Ч

i

1ь

;

X

|

)

/б

гЬ/7

i/гУ- .

.#

0W3