Крепь подготовительных выработок Советский патент 1982 года по МПК E21D11/14 

Изобретение относится к горному делу, в частности к креплению горных шаработок. Известны крепи подготовительных выработок, состоящие из верхняка, стоек с узлами податливых и межрамных ограждений 1. Недостатком известных крепей является низкая эффективность поддержания кровли и боковых пород при на личии больших смещений контура выработки (500-700 мм). Причиной этого явления является то, что узлы по датливости испытывают дополнительно кроме продольной еще и боковую погр эку. Наиболее близкой к предлагаемой является крепь подготовительных выработок, включающая податливые стой ки, верхняк, установленный на стойках консолями по его концам, и верх нее гибкое межрамное ограждение 2 Недостатком известной конструкции является низкая работоспособность крепи (низкая эффективность подпержания) из-за наличия длинного жесткого верхняка, который прежде всего нетехнологичен в изготовлении неудобен при транспортировке, ycja новке крепи. Кроме того, он подвержен большим деформациям, чем короткий, и не позволяет отклоняться стойкам крепи внутрь выработки при наличии смещения бокомлх пород (уходить от бокового давления). Цель изобретения - повышение грузонесущей-способности крепи при боковом горном давлении. Поставленная цель достигается тем, что верхняк выполнен составным из двух концевых звеньев и одного среднего звена, шарнирно соединенных между собой, а верхнее гибкое межрамное ограждение снабжено жестко соединенным с ним дополнительными боковыми межрамными ограждениями с анкерными болтами на их концах. Для разработки крепи, способной эффективно (без деформации, без эксплуатационного ремонта, с возможностью извлечения и повторного использования) поддерживать кровлю и боковые поро№ на протяжении всего срока существования выработки при наличии больших смещений ее контура (500-700 мм и более), верхняк крепи выполняют в виде двух концевых звеньев, шарнирно соединенных между собой промежуточным звеном. Гибкое боковое межрамное ограждение в нижней своей части состоит из анкерных болтов, установленных в почву выработки на некотором расстоянии о стоек крепи. Все это позволяет отодвинуть стойку на некоторое расстояние от боковой стенки выработки и тем самым исключить на ней при работе крепи в податливом режиме боковые (изгибающие ее) нагрузки.

На чертеже изображена предлагаемая крепь.

Крепь состоит из верхняка, выполненного из двух концевых звеньев 1 и 2, шарнирно соединенных между собой промежуточным звен.ом 3 с помощью пальцев 4 и 5, стоегк 6с узлами 7 податливости, верхнего гибкого межрамного ограждения 8 и боковых 9 ограждения, прикрепленного в нижней части к анкерным болтам 10 установленным в почву выработки на расстоянии, предполагаемом смещению боковых пород. Стойки б соединяют с верхняком крепи посредством пальцев И. Гибкое межрамное ограждение может быть выполнено в виде, например, сварной металлической сетки из прутков различного диаметра.

Крепь работает следующим образом

При проведении выработки после уборки породы устанавливс1ют стойки с присоединенныьш к ним концевыми звеньями 1 и 2. Затем с помощью пальцев 4 и 5 соединяют между собой концевые звенья 1 и 2 промежуточным звен.ом 3, набрасывают на верхняк единое межрамное гибкое ограждние и распирают стойки в кровлю на узлах 7 податливости. После чего боковое межрамное ограждение раскрепляют на анкерных болтах, установленных в почву выработки.

При наличии смещения кровли и боковых пород стойки 6 в узлах 7 податливости проседают, а боковое межрамное ограждение 9 выпучивается. В виду того, что стойки одной рки нагружаются всегда практически неодинаково, а узлы податливости имеют практически равное сопротивление, одно из концевых звеньев 1 и 2 будет опережать при опускании вниз другое. При этом будет происходить поворот промежуточного звена 3 в вертикальной плоскости. При наличии вертикального и бокового смещения контура выработки в конечном счете смео;ения звеньев 1, 2 и пворот промежуточного звена 3 будет происходить до полохсения Jj . В этом положении исчерпалась вся податлйвоСть стоек б и продольная податливость (сокращение; верхняка частично концевые звенья 1 и 2 консольными выступающими частями углубилос в нарушенный приконтурный продольный массив; гибкое боковое ограждение 9, увеличивая от прогиба свою несущую способность, достигло максимальной выпуклости (сравнялось с продольным рядом стоек) и вся крепь становится жесткой конструкцией.

В виду того, что стойки 6 устанолены на некотором расстоянии от боковой стенки выработки и не имеют боковых нагрузок при работе крепи в податливом режиме, узлы податливоти будут работать в условиях, весьма близкиз к стендовым. Поэтому их фактическая характеристика будет соответствовать проектной. В этом случае стбйки, а также верхняк не будут иметь перегрузок, что существенно снизит деформирование. Так как каждое концевое звено 1 и 2С составляет менее половины длины всего верхняка, сопротивление его изгибу значительно возрастает, т.е. появляется возможность изготовлять его равнопрочным стойке, работающей на сжатие. Это также снизит деформацию крепи.

Кроме того, короткий верхняк бол технологичен в изготовлении, более удобен при транспортировании, более технологичен при установке крепи в выработке, так как лучше приспосабливается к неравностям контура выработки .

При извлечении крепи пальца 4, 5 и 11 выбиваются и из выработки извлекаются для повторного использования концевые звенья 1 и 2 с промежуточным звеном 3 и стойки крепи б.

Таким образом, предлагаемая креп решает проблему безремонтного поддержания выработки при наличии больших смещений (500-700 мм) кровли и боков в течение всего срока ее существования. Применение крепи позволит устранить ущерб производству от потери функционирования выработки в период ее ремонта, сэкономить материальные, трудовые и денежные затраты на ремонте, а также высвободить людей, занимающихся ремонтом выработки.

Анализ работы крепи показывает, что она может приниматься при наличии больших смещений любой величины, причем тем эффективнее, чем больше смещение, особенно боков

Конкретно крепь может быть применена в выработках со слабыми боковыми породами в зоне влияния очистных работ и не глубоких горизонтах.

, Формула изобретения

Крепь подготовительных выработок, 55 включающая податливые стойки, верхняк, установленный на стойках, с консолями по его концам и верхнее гибкое межрамное ограждение, отличающаяся тем, что, с целью повьаиения грузонесущей способности крепи при боковом горном давлении, верхняк выполнен составным, из двух концевых звеньев и одного среднего звена, шарнирно соединенных между собой, а верхнее, гибкое межрамное огргикдение снабжено жестко соединенным с ним дополнительными боковыми межрамными ограждениями с анкерными болтами на их концах.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 338647, кл. Е 21 D 11/14, 1969.

2.Генескул М.Н. Справочник по креплению горных выработок, М.,

Недра

1972, с. 102, рис. 59.

5 3

8