Крепь для охраны подготовительных горных выработок Советский патент 1993 года по МПК E21D11/08 

Изобретение относится к горному делу .и может быть использовано, для крепления подготовительных горных выработок. ; Целью изобретения является обеспечение регулирования податливости крепи и повышение ее несущей способности.. : На фиг. 1 изображен продольный раз- рез, стойки в сборе и часть верхняка; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг, 1. ,

Устройство содержит верхняк 1, опирающийся на две стойки, каждая из которых состоит из неподвижной опоры 2, разделяющей эту опору перегородки 3 с пропускным отверстием 4. В образуемые перегородкой 3 полости 5 входят две подвижные стойки: нагружаемая при установке крепи 6 и ненагружаемая 7. Полость под нагруженной подвижной стойкой 6 заполнена податливым материалом 8. Ненагружаемая при установке подвижная стойка 7 имеет податливый регулирующий элемент 9. На уровне верхнего среза пропускного

отверстия 4 на бортах полости, не заполняемой предварительно податливым материалом, имеются опорные выступы 10. По внешнему периметру у нижнего торца подвижные стойки 6 и 7 снабжены герметизирующими поясками 11.

Крепь собирается в следующем поряд- ке. В зависимости от высоты поддерживаемой выработки, а также ожидаемой предварительно величины податливости крепи, рамы ее комплектуются подвижными стойками 6 и 7 соответствующей длины. Перед установкой (сборкой) стоек одна из полостей 5 каждой из неподвижных частей (опор) заполняется податливым материалом 8 в таком объеме, чтобы после сборки и установки рамы верхняк 1 вписывался в контур выработки под ее кровлей вплотную или с небольшим зазором под затяжку. В качестве податливого заполнителя 8 может быть использован различный по плотности материал, в частности, определенного состава и

ел

Чфг W

ел

влажности глина с заданными величинами плотности, сопротивления на сжатие.

Далее в обе полости 5 вставляются подвижные стойки: 6 нижним торцом садится на загруженный податливый заполнитель 8, а 7 - на опорные выступы 10. Стойки в сборе, устанавливаются в контуре выработки так, чтобы со сточкой выработки соприкасалась заполненная податливым материалом 8 полость 5. Затем сверху на собранных стойках закрепляется верхняк 1.

При проявлении горногодавления кровля выработки, оседая, давит на верхняк 1 крепи. Верхняк 1, оседая, передает оказываемое на него давление на верхний торец подвижных стоек 6. Последние нижним своим торцом передают это давление на податливый заполнитель 8. На начальной стадии давления происходит постепенное уплотнение податливого заполнителя 8, начиная от верхних его слоев с последовательным переходом к более нижним.

При этом по нанесенной разметке на наружной поверхности подвижных стоек 6 фиксируется величина и скорость оседания последних, т.е. степень и скорость податливости крепи,V

По мере нарастания горного давления податливый заполнитель 8 достигает предельной величины пластичности.

Причем у глин и им подобных податливых пластичных материалов, используемых в качестве заполнителя 8. можно в определенных пределах менять сопротивляемость на сжатие и текучесть с-помощью различных добавок: твердых измельченных фракций, влажности.

Достигнув предела пластичности, податливый заполнитель 8 приобретает под влиянием увеличивающего давления текучесть и начинает поступать через пропускное отверстие 4 в перегородке 3 в полость под не нагруженной стойкой 7. Этот момент сопровождается несколько увеличенным кратковременным оседанием первоначально нагруженной стойки 6, фиксируемый по вышеуказанной разметке. В то же время резкого оседания не происходит ввиду того, что пропускное отверстие 4 имеет сравнительно небольшие размеры, а величину его можно менять перед установкой крепи, руководствуясь известными данными свойств массива в пройденных ранее выработках.

По фиксируемым величине и скорости податливости подвижных стоек б определяется величина сжатия податливого заполнителя 8. Здесь же определяется и время наступления его текучести, подтверждаемое упомянутым кратковременным увеличением оседания подвижной стойки 6.

Податлив.ый заполнитель 8, поступая под давлением через пропускное отверстие 4 в смежную полость под подвижной стойкой 7, заполняет ее и начинает передавать давление на нижний торец этой стойки 7. В результате последняя поднимается вверх в сторону верхняка 1.

В целом вся вышеописанная стадия податливости крепи по своей скорости позво

ляет далее судить о величине нарастания

горного давления. Руководствуясь этими данными выбирается соответствующий по величине сопротивления сжатию податливый регулирующий элемент 9. Последний

5 может быть устройство динамометрического действия механический либо гидравлический.

Податливый элемент 9 устанавливается на верхнем торце подвижной стойки 7, кото0 рая под действием нарастающего горного дела давления постепенно приходит в соприкосновение с верхняком 1. При этом амортизирующее действие и регулируемое сопротивление податливости начинает ока5 зывать регулирующий элемент 9.

На конечной стадии горное давление, передаваемое через верхняк, уравновешивается на обеих подвижных стойках, а в итоге несущая способность крепи в целом

0 повышается за счет усиления всей конструкции и в результате увеличения поддерживаемого пролета верхняка.

Предлагаемая конструкция крепи по сравнению с прототипом позволяет на всей

5 стадии податливой работы крепи контролировать, а следом и регулировать податливость путем подбора различных по составу податливых заполнителей и с помощью соответствующих по величине сопротивления

0 сжатию податливых регулирующих элементов. Регулируемый процесс податливости в сочетании с двойными-подвижными частями стойки, увеличивающими площадь опоры верхняка, повышает несущую спо5 собность крепи.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Крепь для охраны подготовительных горных выработок, включающая подвижные стойки и податливую опору, разделенную

0 перегородкой с пропускным отверстием и с элементом для.ограничения податливости размещенным в донной части опоры, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования податливости

5 конструкции и повышения несущей способности, перегородка в опоре установлена продольно с образованием двух полостей, а стойка выполнена из двух одинаковых элементов, установленных в соответствующих полостях, причем в каждой из образованных

перегородкой полостях размещены подвижные стойки, а стойка снабжена податливым регулирующим элементом, установленным

на верхнем торце стойки, при этом элемент для ограничения податливости выполнен из податливого материала.

Использование: в горной промышленности при креплении горных выработок. Сущность изобретения: перегородка в опоре установлена продольно с образованием двух полостей, в каждой из которых размещены подвижные стойки. Верхний торец, первоначально нестружечной стойки снабжен податливым регулирующим элементом. 3 ил..