Соединительный элемент для металлической арочной крепи с обратным сводом Советский патент 1980 года по МПК E21D11/14 

Изобретение относится к креплению горных выработок, в частности к элементам арочных металлических крепей для соединения дугообразных боковых звеньев и звеньев обратного свода, применяемых при креплении подготовительных и капитальных выработок, проходимых в неустойчивых породах с пучащими почвами. Известен соединительный элемент для соединения боковых звеньев и звеньев обратного свода в виде изогнутой трубы 1. Известен также соединительный элемент для металлической арочной крепи с обратным сводом, выполненный в виде трубообразного колена с внутренними полостями многоугольного поперечного сечения для установки бокового звена и звена обратного свода из желобчатых профилейИ, Однако известный соединительный элемент ненадежен из-за наличия большой концентрации напряжений от действия горного давления, вызывающего при наличии узлов податливости уменьшение периметра арки крепи. При этом содинительные элементы деформируются и значительная их часть оказывается непригодной для повторного использования. Цель изобрете 1ия - повь1шение надежности элемента за счет снижения концентрации напряжений от действия горного давления. Поставленная цель достигается тем, что внутренняя полость колена для установки звена обратного свода выполнена с переменным поперечным сечением по длине с увеличением размеров полости к периферийному концу в направлении изгиба колена. На фиг. 1 показан соединительный элемент с элементами арочной крепи из желобчатого профиля, продольный разрез; на фиг. 2 - соединительный элемент без элементов арочной крепи, продольный разрез. Соединительный элемент выполнен в виде литого изогнутого под некоторым углом трубообразного колена 1 с разделенными перегородкой 2 внутренними полостями 3 и 4 для установки с одной стороны бокового звена 5 арки крепи и звена 6 обратного свода, выполненных из дугообразных желобчатых профилей. Внутренняя полость 3 для установки бокового звена 5 выполнена преимущественно с постоянным поперечным сечением в виде многоугольника, например, трапециевидной формы с некоторым увеличением сечения в торцовой части для облегчения ввода бокового звена при монтаже.

Стенки внутренней полости 3 выполнены прямолинейными с обеспечением свободной установки бокового звена 5 на всю длину полости 3 до перегородки 2, выполненной сплошной, в виде выступа и т. п.

Для обеспечения возможности поворота сШДйнйтёльнбго элемента относительно звена 6 обратного свода в направлении изгиба колена (в плоскости поперечного сечения выработки) на некоторый угол и исключения при этом разворота звена 6 вокруг оси, перпендикулярной поперечному сечению полости 4, размеры полости 4 увеличиваются от перегородки 2 к открытому (периферийному) концу колена в одном направлении - в направлении изгиба колена так, что поперечное сечение внутренней полости 4 у перегородки 2 имеет, например, трапециевидную форму, соответствующую форме торца желобчатого профиля звена обратного свода, а поперечное сечение открытого конца имеет форму неправильного вытянутого шестиугольника.

Монтаж крепи осуществляют с укладки , звена 6 обратного свода, на концы которого устанавливают соединительные элементы полостями 4 до перегородки 2. Затем устанавливают в верхнюю полость 3 колена боковые звенья 5, к верхней части которых закрепляют известным образом верхняк с узлами податливости (на чертежах не показано).

Соединительный элемент относительно звена 6 обратного свода занимает положение, показанное на фиг. 1, т. е. звено 6 обратйого свода контактирует с нижней стенкой полости 4.

В процессе работы крепи при повышенном горном давлении периметр крепи уменьшается за счет узлов податливости между верхняком и боковыми звеньями 5., Угол между звеном обратного свода и боковым

звеном 5 также уменьшается. За счет выполнения внутренней полости 4переменного сечения для звена обратного свода соединительный элемент поворачивается вместе с боковым звеном 5 в плоскости поперечного сечения выработки, обеспечивая тем самым шарнирность соединения бокового звена 5 и звена б обратного свода и значительное уменьшение возникающих при этом в соединительном элементе напряжений от изгибающих усилий.

Предлагаемый соединительный элемент прост в изготовлении, позволяет с наименьшими трудозатратами производить монтаж крепи. Уменьшение концентрации напряжений в элементе от действия горного давления повышает его надежность, при этом элемент не деформируется и может быть использован многократно.

Формула изобретения

Соединительный элемент для металлической арочной крепи с обратным сводом, выполненный в виде трубообразного колена с внутренними полостями многоугольного поперечного сечения для установки бокового звена и звена обратного свода из желобчатых профилей, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности за счет снижения концентрации напряжений от действия горного давления, внутренняя полость колена для установки звена обратного свода выполнена с переменным поперечным сечением по длине с увеличением размеров полости и периферийному концу в направлении изгиба колена.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Шпрут Ф. Металлическая крепь подготовительных выработок. Углетехиздат, 1958, с. 123, рис. 77.

2.Патент ФРГ № 1236448, кл. 5 С 11/18, оттублик. 1967 (прототип).