Предохранительный полок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) 111) 1) Е 21 Э 7/00 БРЕТЕН ИСАНИ ВИДЕТЕЛЬСТ АВТОРСН о-утяжеляющий б аморределитель изаторы и ие, Свод Н ельных аро едством со покрь гидроизоляционноК выполнен в видк, собранных по паралине поснтов и)ительных эл утошкин,К,П. Каререзин,н, Г М.Се во ССС1972СССР1986 от и многократного монтажнь тном осится к шедназначен Изобретениестроительству ирекрытия частитикального стволлубке. именени На фи для пе ия вер 1 схематичн показанпродольныйже, вид в плалка из двух всего се пол тпр едохр ани разрез; на не; на фиг опор, двух основных с ром 6,5 м) тельнь фиг. 3 корот екцийхты при его Целью изобшение эффектисчет снижения трех рных ких опо(для стиг. тения является ости использов рудоемкости мо овыния з ажно м ол то же,н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к шахтному строительству и предназначено дляперекрытия. сечени., вертикальногоствола шахты или его части при уборке. Цель - повышение эффективностииспопьзования полка за счет монтажнодемонтажных работ и многоразовогоприменения, Предохранительный полоквключает несущую конструкцию (НК)в виде свода с поперечной связью,закрепленную в стенках ствола, рас-. пор, опорных и основных сек ии соединенных между собои. Основныесекции арок НК выполнены в плоскостиарок с сечением в форме сегмента кругового кольца, а в поперечном сечениив форме двутавра с рантами по торцамвертикальной стенки и с ребрами жесткости в средней части, Опорные секциивыполнены в виде стенки прямоугольного сечения и перпендикулярного осиарки цилиндра. В случае аварийногообрыва подъемного каната и падения вствол подъемного сосуда последнийпробивает гидроизоляционное покрытие.Основная часть накопленной при падении кинетической энергии затрачивается на снятие и разрушение амортизирующего устройства, Оставшаяся частьэнергии через железобетонный блокраспределяется по 1.поверхности сводчатой НК и передает значительно ослабленную нагрузку окружающему массивугорных пород. 5 з,п. ф-лы, 58 ил, 1 5114051511405 12 Тираж 449 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Я, Раушская наб., д. 4/53 1511405 двух опор, короткой и длинной опорных и трех основных секций (для ствола диаметром 7,0 м); на фиг, 5 - то же, из двух длинных опорных и трех основ ных секций (дпя ствола диаметром 7,5 м); на фиг. 6 - то же, из двух опор, из двух коротких опорных и четырех основных секций (для ствола диаметром 8,0 м); на фиг. 7 - основная 10 секция арки, вид спереди; на фиг, 8 - то же, вид сверху; на фиг. 9 - то же, сечение А-А на фиг. 7; на фиг. 10 - основная секция арки, вид снизу; на фиг. 1 1 - вид Б на фиг . 7; на фиг . 12 -15 сечение В-В на фиг. 7; на фиг. 13 сечение Г-Г на фиг, 7 на фиг, 14 сечение Д-Д на фиг. 7; на Фиг, 15 - опорная короткая секция арки, вид спереди; на фиг. 16 - то же, вид 20 сверху; на фиг. 17 - сечение А-А на фиг, 15; на фиг. 18 - опорная короткая секция арки, вид снизу, на фиг, 19 - вид Б на фиг. 16; на фиг . 20 - сечение В-В на фиг. 15; на фиг. 21 - сечение Г-Г на фиг. 15; на фиг22 в .сечение Д-Д на фиг. 15; на фиг, 23 - сечение Е-Е на фиг. 15; на фиг. 24 - сечение 3-3 на фиг. 15; на фиг. 25 - опорная длинная секция 30 арки, вид спереди; на фиг. 26 в . то же, вид сверку; на фиг, 27 - сечение А-А на фиг, 25; на фиг, 28 - опорная длинная секция арки, вид снизу; на фиг, 29 - вид Б на фиг, 25; на 35 фиг. 30 - сечение В-В на фиг25; на фиг. 31 - сечение Г-Г на фиг. 25; на фиг. 32 - сечение Д-Д на фиг, 25; на фиг. 33 - сечение Е-Е на фиг, 25; на фиг, 34 - сечение 3-3 на фиг. 25; 40 на фиг, 35 - опора арки, вид спереди; на фиг . 36 - то же, вид сбоку; на фиг. 37 - то же, вид сверху; на фиг, 38 - накладка, вид спереди; на фиг. 39 - то же, вид сверху и разрез 45 по оси кривизны; на фиг, 40 - сечение А-А на фиг. 38; на фиг. 41 - сечение Б-Б на фиг. 38; на фиг. 42 сечение В-В на фиг, 38; на фиг, 43 надарочная секция, вид сбоку; на фиг, 44 - то же, вид сверху; на фиг. 45 - разрез А-А на фиг. 44; на фиг. 46 - вид Б на фиг. 43; на Фиг, 47 - сечение В-В на фиг. 43; на фиг. 48 - разрез Г-Г на фиг. 43; на фиг, 49 - узел соединения секций арки и арок между собой; на фиг. 50 - разрез А-А на фиг, 49; на фиг, 51 сечение Б-Б на фиг. 49; на фиг. 52 -сечение В-В на фиг, 49; на фиг. 53сечение Г-Г на фиг, 49; на фиг, 54 -сечение Д-Д на фиг. 49; на фиг. 55фрагмент предохранительного полка,продольный разрез; на фиг. 56 - фрагмент несущей конструкции, вид В в плане; на фиг, 57 - узел соединения надарочной секции с арками несущейконструкции полка; на фиг. 58 - узел соединения железобетонного распределительно-утяжеляющего блока с аркаминесущей конструкции полка.Предохранительный полок включает несущую конструкцию 1 в виде свода с поперечной связью, распределительноутяжеляющий блок 2, амортизаторы 3и гидроизоляционное покрытие 4. Несущая конструкция 1 представляет сборно-разборный металлический свод из установленных параллельно одна другой арок, собранных из соединенных подлине посредством соединительных элементов из опор, опорных и основныхсекций. Распределительно-утяжеляющийблок 2 из монолитного железобетона в зависимости от конкретных условий располагается только под подъемными отделениями или на всех перекрываемой полком площади сечения ствола,При перекрытии полком части сечения ствола полок отделяется от углубочного отделения ограждающей стенкой 5, например, из уложенных плашмядвутавров, заделанных концами в крепьствола, Сегментный участок сеченияствола за пределами подъемных отделений перекрывается одним-двумя рядамидвутавровых балок 6,Сборно-разборные арки несущей конструкции полка выполнены круговы-. ми и каждая арка состоит из одной или нескольких основных секций 7, двух опорных секций 8 или 9 и двух опор 10. При этом размеры опор 10 и секций 7-9 в плане могут быть увязаны со стандартным шагом диаметров вертикальных стволов, равным в СССР 500 мм, Номинальная ширина опор 10 и секций 7-9 (расстояние между осями стыков арок) в 1,15-1,25 раза при этом превышает величину указанного шага и при оптимальном соотношении 1,20 равняется 600 мм, Длина основных секций 7 по их верхней поверхности может равняться нескольким, например трем значениям их номинальной ширины (1800 мм). Опорные секции могут иметь две разновидности: корот 5 151кую 8 и длинную 9, отличающиеся однаот другой по, длине верхней поверхности на величину их номинальной ширины (600 мм) . Благодаря этому, меняя количество основных секций варках и устанавливая совместно с ними только короткие, только длинныеили сечение коротких и длинныхопорных секций, можно рациональноперекрывать стволы любых диаметровот 4,0-4,5 до 8,5-9,0 м в свету, недопуская при этом ни чрезмерно больших пролетов несущих конструкций, неизлишней выемки породы под опорныеРадиус геометрической оси арокнесущей конструкции 1 принят таким,чтобы при установке полков в разномдиапазоне диаметров стволов арки оставались пологими, т.е, соотношениестрелы подъема к их пролету находилось в пределах от одной десятой доодной пятой,Основная секция 7 арки имеет в плоскости последней форму сегмента кругового кольца и в поперечном сечении - форму двутавра с вертикальной стенкой, усиленного по торцам рантами, а посередине длины - ребрами жесткости, причем полки двутавра имеют направленные к краям уклоны внутренних поверхностей и снабжены выходящими за их контур парными приливами, которые с одной стороны секции являются продолжением полок, а с другой - выступают выше и ниже их наруж- ныХ поверхностей и выполнены за счет неудаляемых частей литейных прибылей. Приливы на верхней полке располагаются на расстояниях от их осей до вертикальной оси секции, равных номинальной ширине последней (600 мм), а на нижней полке - соосно с ними на радиусах кривизны арки. На внутренних поверхностях верхней полки по обе стороны от приливов и от вертикальной оси секции выполнены полукруглые выемки, нижняя полка имеет посередине длины участок уменьшенной ширины и увеличенной толщины, а в стенке секции симметрично ее вертикальной оси секции выполнены полукруглые выемки, нижняя полка имеет посередине длины участок уменьшенной ширины и увеличенной толщины, а в стенке секции симметрично ее вертикальной оси выполнены отверстия для болтов.1405 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Опорная короткая секция 8 арки состороны соединения ее с основной сек.цией вьполнена аналогичной половинедлины последней (от торца до ребержесткости), а со стороны опоры 10 вы -полнены в форме стенки прямоугольного сечения и горизонтально расположенного перпендикулярно оси арки цилиндра,.Опорная длинная секция 9 арки может быть выполнена на крайних участках аналогично опорной короткой секции, а в средней части дополнена расположенным между двумя парами ребержесткости промежуточным участком сдлиной его верхней поверхности,равной номинальной ширине секции(600 мм) .Опора 10 арки выполнена в видепрямоугольной опорной плиты и двухрасположенных на ней стенок, наружные поверхности которых перпеидикулярны плите и усилены ребрами жесткости, а внутренние - образуют полуцилиндрическую полость, в стенках иплите опоры выполнены отверстия дляболтов свободной фиксации цилиндраопорной секции 8 и 9,Элемент для соединения основныхсекций между собой и с опорными секциями выполнен в виде накладки 11,имеющей в плоскости арки форму сегмента кругового кольца, в плане -прямолинейную форму с П-образным пазом в средней части и в поперечномсечении форму трапеции с уклонамиверхней и нижней поверхностей, равными уклонам внутренних поверхностейполок основных и опорных секций арок,в накладке симметрично относительноее вертикальной оси выполнены отверстия для болтов и гнезда для установки гаек впотай,Надарочная секция 12 выполнена ввиде плиты, усиленной по длинным сторонам продольными ребрами жесткости,Соединения основных секций 7 арки между собой и с опорными секциями 8 и 9 выполнены с помощью парных накладок 11, заведенных с двух сторон в стык секций, с охватом их П-образными пазами рантов на торцах секций, причем каждая накладка закреплена на одной из секций болтом 13 с размещением его гайки впотай в гнезде второй накладки и посредством установленных по обе стороны стыка болтов 14 накладки1. Предохранительный полок, включающий закрепленную в стенках ствола несущую конструкцию в виде свода с поперечной связью, распределительноутяжеляющий блок, амортизаторы и гидроизоляционное покрытие, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения эффективности использования за счет снижения трудоемкости монтаж.но-демонтажных работ и многократного применения, свод несущей конструкции выполнен в виде параллельных арок, собранных по длине посредством соеСоединение распределительно-утяже ляющего блока из монолитного железобетона с арками несущей конструкции выполнено с помощью установленных на арках в радиальном положении анкеров 19 из стали периодического профиля или круглого сечения, каждый из которых закреплен на секциях арок посредством двух шайб, охватывающих края полок секций, при этом верхняя Фиксистянуты до заклинивания между внутренними поверхностями полок соединяемых секций,5Шарнирное соединение опорных секций 8 и 9 арок с опорой 10 выполненоустановкой цилиндра опорной секциив полость опоры и свободной фиксациейее в опоре двумя болтами 15.Закрепление опор арки на фундаментах в нишах крепи, пройденных в породных стенках ствола выполнено с помощью анкерных болтов 16, например, сс замками конусного типа на нижнихконцах, помещенных в скважины, котоРые пробурены через Фундаменты в массив горных пород и заполнены цементным раствором. Соединение арок выполнено болтами 17.Соединение надарочных секций с арками несущей конструкции выполненоустановкой надарочных секций по осямсекций и осям приливов на полках сек"ций арок и закреплением Т-образнымиболтами 18, пропущенными через от-. 25верстия в краях надарочных секций,упирающимися концами головок в полукруглые выемки на внутренних поверхностях верхних полок секций арок иудерживаемыми на месте гайками, установленными впотай в гнездах надарочных секций.Все соединения деталей металлоконструкции полка: закрепление накладокна основных и опорных секциях, стягивание парных накладок в. стыках секций, фиксация опорных секций в опорах, соединение арок между собой изакрепление надарочных секций на арках выполнены с помощью болтов-шпилекс двухсторонним расположением резьбы,причем во всех соединениях, кроме последнего, приняты стандартные шестигранные гайки, а в соединениях надарочных секций с арками на нижниеконцы болтов навинчены гайки в видепараллелепипедов с полукруглой формойверхних поверхностей, превращающиешпильки в Т-образные болты. рующая анкер шайба. выполнена плоскойи закреплена на анкере, например,сваркой, а нижняя рабочая шайба имеетконусность верхней поверхности, равную уклону внутренних поверхностейполок секций арок, и удерживаетсяснизу гайкой.В случае аварийного обрыва подъемного каната и падения в ствол подъемного сосуда предлагаемый предохранительный полок работает следующим образом,Подъемный сосуд пробивает гидроиэоляционное покрытие 4 и в соответСтвии с соотношением соударяющихсямасс (масса полка, приведенная к линии удара, в несколько раз превышаетмассу падающего на полок сосуда),основную часть накопленной при падении кинетической энергии затрачиваетна смятие и разрушение амортизирующего устройства 3, деформация которого, равная 0,7-0,9 его начальнбйвысоты, обеспечивает необходимый путьторможения. Оставшаяся меньшая частьэнергии через железобетонный блок 2распределяется по поверхности сводчатой несущей конструкции 1, котораяработая в упругой стадии, передаетзначительно ослабленную нагрузку окружающему массиву горных,пород,Таким образом, предохранительныйполок, благодаря большой прочности ижесткости его сводчатой металлическойнесущей конструкции и ее- сборно-разборному исполнению, обеспечивает повышение надежности защиты углубляемыхучастков стволов, резко сокращаетзатраты времени и труда на возведение и разборку полков и позволяетмногократно использовать полки приуглубке вертикальных стволов шахт. Формула из обр ет ениядинительных элементов из опор, опорных и основных секций и соединенныхмежду собой.2. Полок по и. 1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что,арки несущей конструкции выполнены с пометрическимрадиусом оси, равным отношению ихстрелы подъема и пролета в пределах1/10-1/5,3. Полок по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что основныесекции арок несущей конструкции выполнены в плоскости арки с сечениемв форме сегмента кругового кольца,а в поперечном сечении в форме двутавра с рантами по торцам вертикальной стенки и с ребрами жесткости всредней части, причем полки двутавравыполнены с направленными к их краямуклонами внутренних и наружных поверхностей и имеют приливы с двухсторон, продолжающиеся с одной стороны и выступающие с другой стороны выше и ниже их наружных поверхностей,причем в стенке двутавра образованыотверстия для размещения связей меж"ду арками,4. Полок по пп. 1-3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что опорныесекции выполнены со стороны опоры в виде стенки прямоугольного сеченияи перпендикулярного оси арки цилиндра, а опоры выполнены в виде прямоугольной плиты с двумя продольнымистенками с ребрами жесткости, приэтом наружные поверхности стенок выполнены перпендикулярно плите, авнутренние - с цилиндрической поло 10 стью для размещения цилиндра опорнойсекции, причем в плите выполнены отверстия для размещения деталей длясоединения ее в стенках ствола, а встенках - отверстия для размещения15 фиксаторов цилиндра опорной секции.5. Полок по пп, 1, 3 и 4, о т л ич а ю щ и й с я тем, что соединительные элементы секций выполнены в видепарных накладок прямоугольной формы20 в плане с П-образными пазами в средней части для обхвата рантов секций,а в поперечном сечении в форме трапеции с уклонами для заклинивания междувнутренними поверхностями полок сек 25 ций,6. Полок по пп. 1 - 4, о т л ич а ю щ и й с я тем, что распределительно-утяжеляющий блок снабжен анкерами с парой шайб, установленных в30 секциях с возможностью охвата краевих полок,