Арочная крепь для условий динамического нагружения

Изобретение относится к горнойпромышленности, а именно к,металлической арочной крепи горных выработок, и предназначено для использования в условиях динамических форм проявления горного давления, землетрясений и массовых взрывов для отбойки полезного ископаемого,Целью изобретения является повышение несущей способности арочнойкрепи при динамических нагрузках,На фиг. изображена арочная крепьдля условий динамического нагружения;на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1,АРочная крепь содержит. сегмент 1и стойку 2, стянутые для обеспечениятрения скобами 3 с помощью планок 4,гаек 5 и представляющие собой рамукрепи. С помощью скобы 3 в углублении рамы крепи с внешней стороны укреплены клиньями 6 упругие элементыузлов податливости, выполненные в виде пластин 7. На внешнем контуре рамкрепи расположены продольные верхниестяжки 8 со смещением одна относительно другой. Пластины 7 и стяжки 8снабжены нагревательными элементами9 из электропроводной резины, которые с помощью проводов соединяютсяс источником электрического тока (непоказаны).Арочная крель для условий динамического нагружения работает следующим образом.При установке арочной крепи с помощью клиньев 6 в углублении рамы крепи прижимают пластины 7 из нике- лида титана, обладающего свойством "памяти" формы, к сегменту 1 и стойкам 2 путем закручивания гаек 5 на скобе 3. При достижении начального усилия сжатия крель начинает работать в режиме заданной статической нагрузки. На внешнем контуре сегмента 1 располагают продольные верхние стяжки 8, также выполненные из никелида титана, со смещением одна относительно другой. Стяжки 8 на концах имеют захваты, с помощью которых опи закрепляются на сегменте 1. Пластины 7 и стяжки 8 покрыты слоем электропроводной резины, которая используется в качестве нагревательных элементов 9. Такие нагревательные элементы обладают существенным преимуществом - их можно применять в шахтах, опасных по взрывам газа и пыли, так как электропровод 5 О 5 20 25 ЗО 35 40 45 50 ная резина не дает искры, способнойвызвать взрыв, а кроме того быстронагревает стяжки и пластины. К нагревательным элементам 9 из электропроводной резины подводят электрический ток и нагревают пластины 7и стяжки 8 до температуры 60"С. Винтервале температур от 40 до 60 Спроисходит мартенситный переход сплава никелида титана марки ТН 1, из которого они выполнены, из одной формыв другую, Вследствие этого пластины7 и стяжки 8 принимают заданную форму в виде дуг, Захваты стяжек наконцах сжимаются и прочно соединяютсегменты соседних рам между собой.Дуги стяжек обращены выпуклостью наружу, а пластин - выпуклостью внутрь,После перехода сплава из никелидатитана в мартенситное состояние онприобретает высокую демпфирующую способность и обладает достаточной прочностью, пластичностью и жесткостью,чтобы гасить динамические нагрузкина крепь. Это свойство сплава связано с особенностями структуры мартенсита. После того, как пластины истяжки принимают дугообразную форму,арочная крепь соприкасается с окружающими породами через них и начинает работать в режиме заданной статической нагрузки. Сегмент 1 проседает относительно стоек 2, а сопротивление крепи остается практически постоянным. При динамических нагрузках, значительно превышающихдействующие статические нагрузки,упругие элементы в виде дугообразныхпластин 7 и стяжек 8, взаимосвязанные с сегментом 1 и стойками 2 рамыкрепи, принимают избыточные нагрузки,при этом дугообразные пластины истяжки распрямляются, а затем опятьсжимаются, В результате этого динамические нагрузки гасятся и на арочную крепь не передаются, что резкоуменьшает осадку сегмента 1 относительно стоек 2 и не приводит к разрыву стоек и узлов податливости,т.е. не приводит к потере арочнойкрепыш несущей способности. Послеудара крель продолжает работать врежиме заданной статической нагрузки,Формула изобретения1. Арочная крепь для условий динамического нагружения, включающая профильные элементы крепи-верхняк иСоставитель Л.ЧистоваРедактор Н Марголина Техред И.Попович Корректор М.Шароши Заказ 6006/31 Тираж 470 ПодписноеВНИИПИ .Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Производственно-полиграфическое предприятие,г,ужгород,ул.Проектная,4 3 1 стойки, узлы податливости, включающие скобу, охватывающую элементы крепи, соединенные внахлест, планку, гайки и упругие элементы, о т л ив ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения несущей способности крепи при динамических нагрузках, она снабжена продольными верхними стяжками, а упругие элементы узлов податливости и продольные верхние стяжки снабжены нагревательными элементами и выполнены из сплава металлов, обладающего свойством "памяти" формы при нагревании, при этом упругие элементы узлов подталивости выполнены в виде пластин, укладываемых в уг 268735 4лубление профиля верхняка и закрепленных скобами и клиньями, а продоль-ные верхние стяжки установлены навнешнем контуре верхняка со смеще 5нием одна относительно другой по профилю верхняка и вдоль ее чродольнойоси.2. Крель по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве сплава металлов с памятью формы дляпластин и стяжек использован никелидтитана3. Крепь по пп. 1 и 2, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что в качественагревательных элементов использована электропроводная резина.