Шахтная затяжка для крепления выработок Советский патент 1992 года по МПК E21D11/15 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для крепления горных выработок при наличии агрессивных сред в породах.

Известна шахтная затяжка 1, включающая плиты-затяжки, сопряженные между собой по продольным сторонам, одна из которых выполнена с выступом.

Устанавливаются затяжки по длине внахлестку, при этом благодаря выступам они могут смещаться относительно рамы крепи и одна относительно другой.

Недостатками этого технического решения являются недостаточная надежность и ограниченная податливость.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции, является шахтная затяжка 2, Шахтная затяжка содержит плиты-затяжки, связанные между собой по продольным сторонам посредством демпферных элементов. Каждая затяжка включает демпферные элементы и направляющие грани. Возведение крепи производят так, чтобы направляющая грань предыдущей затяжки упиралась в демпферный элемент последующей. В процессе работы, когда на крепь начинает действовать горное давление, обеспечивается податливость затяжек за счет смятия демпферных элементов направляющей гранью смежной затяжки.

В данной конструкции увеличена податливость крепи за счет наличия демпферных элементов. Однако в связи с тем, что демпферные элементы представляют собой деревянные вкладыши, крепь не обладает достаточной надежностью.

Так-как деревянные вкладыши имеют ряд недостатков, таких как недолговечность, впитывание влаги, подверженность гниению, то в процессе работы демпферные элементы претерпевают определенные изменения, А именно: с увеличением влажности снижаются физико-механические свойства древесины, то есть ограничивается ее способность работать как демпферный элемент, в то же время при гниении деревянные вкладыши могут распадаться на отдельные части и выпадать из крепи, тем самым создавая возможность разрушения острых кромок продольных граней затяжек, что в свою очередь может привести к разрушению всей крепи.

Наряду с этим ненадежность крепи обусловлена тем, что затяжки в продольном направлении не соединены между собой, что способствует их смещению относительно друг друга в поперечном направлении.

Так как горное давление в разных участках выработки не одинаково, то и усилие на крепь не одинаково. В связи с этим затяжки, на которые действует это усилие, начинают смещаться, а затяжки, на которые оно не действует остаются в первоначальном положении. В результате того, что затяжки не соединены между собой в работе участвуют только те из них, на которые действует горное давление, не перераспределяя нагрузку на соседние.

Такая неравномерность нагрузки может

0 привести к быстрому разрушению крепи на отдельных участках.

Описанная шахтная затяжка имеет еще ряд существенных недостатков.

Затяжки выполнены из армированного

5 бетона, поэтому они отличаются большим весом.

Так как бетон и металл под действием агрессивной среды подвергаются коррозии, то возникает необходимость в нанесении на

0 поверхность изделия защитного покрытия. а это связано с проведением дополнительных подготовительных работ, предшествующих установке крепи в выработке, в которые входят также работы по скреплению де5 мпферных элементов, являющихся отдельными деталями, с бетонными изделиями для получения целостных конструкций затяжек.

Целью изобретения является повышение надежности крепи.

0 Эффект от использования предлагаемой шахтной затяжки определяется уменьшением материалоемкости, долговечностью и надежностью за счет создания податливой и высокопрочной конструкции, которая может

5 быть использована при наличии агрессивных сред в породах.

Поставленная цель достигается тем. что в известной шахтной затяжке, состоящей из плит-затяжек, сопряженных по продольным

0 сторонам посредством демпферных элементов, согласно изобретению, затяжки выполнены в виде оболочек из армированного полимерного материала и состоят из трех полостей, причем две боковые полости яв5 ляются демпферными элементами, а средняя полость предназначена для заполнения твердеющей закладкой, на торцах каждой затяжки имеется с одной стороны выступ, а с другой -соответствующая ему выемка для

0 взаимодействия затяжек в продольном направлении.

В связи с тем, что затяжки выполнены из армированного полимерного материала, они имеют высокие прочностные характери5 стики и в то же время обладают широким диапазоном податливости, так как пустотелые демпферные элементы могут сминаться в любом направлении.

Наличие выступа и выемки у затяжек позволяет соединять их в продольном направлении, что обеспечивает распределение нагрузок на всю крепь. Сила горного давления на отдельных участках выработки различна, на тех участках, где действует горное давление с большим усилием, затяжки начинают смещаться, а так как они соединены с соседними, то и эти затяжки смещаются, получая при этом часть нагрузки.

Таким образом, благодаря предложенной конструкции шахтной затяжки повышается ее надежность в работе в податливом режиме.

На фиг. 1 представлена шахтная затяжка, поперечный разрез; на фиг. 2 - плита-затяжка: на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - вид по стрелке А на фиг. 1.

Шахтная--затяжка состоит из плит-затяжек 1, смонтированных на раме 2 и сопряженных между собой по продольным сторонам посредством демпферных элементов 3.

Каждая затяжка 1 выполнена в виде оболочек из армированного полимерного материала, образующих три продольные полости. Оболочки 4 и образованные ими две боковые полости 5, являются демпферными элементами 3 затяжки 1. В оболочке 6, образующей среднюю полость, имеются отверстия 7 для заполнения закрепного пространства, а также этой полости твердеющими смесями после монтажа крепи в выработке.

Для соединения затяжек в продольном направлении каждая из них содержит выступ 8 с одной стороны и соответствующую ему выемку 9 с другой.

Рама крепи, изготовленная из армированного полимерного материала, набрана из отдельных элементов, где конец предыдущего элемента 10 выполнен конусным с прорезью 11 для обеспечения упругого сжатия и имеет уступы 12 в форме ступенек, а конец последующего элемента 13 содержит конусное отверстие 14, внутри которого также имеются уступы 15.

Возведение шахтной затяжки производят так, чтобы затяжки 1 упирались друг в друга своими демпферными элементами 3. обеспечивая тем самым податливость крепи за счет смятия этих элементов при возрастании внешней нагрузки.

В продольном направлении выступ 8 каждой предыдущей затяжки устанавливают в выемку 9 каждой последующей, таким образом соединяя затяжки между собой и получая возможность распределения нагрузок на всю крепь под действием горного

5 давления, сила которого на отдельных участках выработки различна.

Работает шахтная затяжка в податливом режиме следующим образом.

После возведения шахтной затяжки в

0 выработке под действием горного давления крепь начинает деформироваться. При превышении горным давлением расчетного распорного усилия крепи демпферные элементы 3 затяжек 1, работающих на сжатие

5 начинают сминаться, причем смятие возможно в любом направлении, так как эти элементы выполнены полыми. Одновременно происходит смещение рамы 2 в узлах податливости, то есть один элемент 13 рамы

0 2, где имеется отверстие 14, наезжает на другой (10), при этом элемент 10, имея прорезь 11. сжимается и входит в элемент 13, где происходит зацепление обоих элементов с помощью уступов 12 и 15. После этого

5 размер рамы 2 по периметру уменьшается. В результате смятия демпферных элементов затяжек и смещения рамы величина горного давления становится равной (или меньше) величине расчетного усилия крепи.

0 Предлагаемая шахтная затяжка проста по конструкции, технологична в изготовлении, затяжки в крепи имеют малый собственный вес по сравнению с железобетонными и обладают высокой жес5 ткостью при транспортировке и монтаже.

i Формула изобретения

Шахтная затяжка для крепления выра- 0 боток, состоящая из плит, сопряженных по продольным сторонам посредством демпферных элементов, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности крепи, затяжки выполнены в виде полых 5 оболочек из армированного полимерного материала из трех частей, причем две боковые полости являются демпферными элементами, а средняя полость предназначена для заполнения твердеющей закладкой, на 0 торцах каждой затяжки выполнены с одной стороны выступ, а с другой - соответствующая ему выемка для взаимодействия затяжек в продольном направлении.

Zl

Li

Изобретение относится к горной про мышленности им.б. использовано для крепления горных выработок при наличии агрессивных сред в породах. Цель изобретения - повышение надежности крепи. Каждая затяжка выполнена в виде оболочек из армированного полимерного материала. Затяжка имеет три продольные полости 5 и 6. Полости 5 являются демпферными элементами. В оболочке 6, образующей среднюю полость, имеются отверстия 7 для заполнения закрепного пространства твердеющей закладкой. Затяжки соединяют в продольном направлении посредством выступов 8 и впадин 9. 4 ил. 8 (Л С х| ч о со о о iPu&Z.

1 ЭПф

9089m

Вид А

7 J