Арочная крепь для горных выработок

(51)5 Е 21 О Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ИС ЬС ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИ(56) Авторское свидетельство СССР М 972111, кл, Е 21 О 11/14, 1982.Авторское свидетельство СССР М 1571254, 1989.(54) АРОЧНАЯ КРЕПЬ ДЛЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК(57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для крепления подземных выработок при строительстве подземных сооружений различного назначения. Цель - повышение долговечности крепи (К) за счет снижения усталостных явлений в материале конструкции. Состоит К из верхняка арочной формы с утолщениями на концах и с радиусом кривизны в центральной части большим радиуса кривизны его концов и стоек с утолщениями на нижних концах, Стойки и верхняк выполнены из полых стеклопластиковых элментов (ПСПЭ). В местах соединения верхняка со стойками размещены узлы 8 податливости в виде верхних ПСПЗ 10 с утолщениями на концах, в которых установлены нижние ПСПЭ 9 с торцовыми прорезями (ТП) 13 во взаимно перпендикулярном направлении. При этом ПСПЗ выполнены в поперечном сечении в форме трапеции, ориентированной меньшим основанием внутрь контура К. Причем ПСПЭ верхняка снабжен плоской стекло- пластиковой арматурой, размещенной на основании его трапециевидного сечения вдоль всего верхняка. Основания трапеций в поперечном сечений верхняка выполнены толщиной, большей толщины его боковых стенок. Утолщения ПСПЭ 10 в узлах 8 с внутренней стороны и ПСПЭ 9 с внешней стороны имеют клиновидные уступы 12 и 11, ориентированные суживающейся частью к краям ПСПЭ 9 и 10. Верхние ПСПЭ 10 размещены на концах верхняка, а нижние ПСПЭ 9 - на верхних концах стоек, На закрытых концах ТП 13 выполнены круглые отверстия 14 с диаметром, большим ширины ТП 13, При достижении в верхняке критического напряжения происходит частичное смещение ПСПЭ за а счет податливости узла 8. Перемещение ПСПЭ 9 внутрь ПСПЭ 10 происходит до тех у пор, пока нагрузка на К не уменьшится до р расчетной. Перемещение ПСПЭ 9 и 10 происходит в пределах уступов 11 и 12, 4 ил, 0 с0 ьИзобретение относится к горному делу,в частности к креплению подземных выработок, и может быть использовано при проходе горизонтальных выработок истроительстве подземных сооружений различного назначения,Целью изобретения является повышение долговечности крепи за счет сниженияусталостных явлений в материале конструкции,На фиг.1 изображен общий вид крепи впоперечном разрезе по выработке; на фиг,2- сечение А - А на фиг,1; на фиг.3 - сечениеБ - Б на фиг.1, на фиг.4 - узелна фиг,1(продольное сечение).Арочная крепь горных выработок состоит из трех полых стеклопластиковых элементов; арочного полого верхняка 1 идругих полых стоек 2 и 3. Арочный верхняк1 и стойка 2 выполнены в форме трапецие-видного сечения. Угол наклона боковыхповерхностей трапеции предусмотрен впределах 25 - 30 О. Большее основание 4трапеции трапециевидного сечения арочного верхняка и стойки 2 ориентируют всторону породы, меньшее основание 5 - всторону выработки. Кривизна арочноговерхняка 1 переменная. Изменения радиуса от меньшего г на периферии к большему В в центре.Для обеспечения расчетной прочностиверхняка меньшее 5 и большее 4 основаниятрапеций сечения верхняка снабжены плоской стеклопластиковой арматурой 6, расположенной вдоль всего верхняка,Боковые стенки профиля верхняка 7приняты меньше толщины оснований 4, 5трапеции в сечение верхнякаДля обеспечения восприятия податливости крепи предусмотрены узлы 8 податливости. Прочность узлов 8 осуществляется засчет утолщения стенок, концевых элементоварочного верхняка 1.При действии на крепь горного давления в элементах рамы возникает напряжение. При достижении в арочном верхняке 1критического напряжения происходит частичное смещение элементов крепи за счетподатливости узлов 8, Перемещение верхних частей 9 стоек 2 внутрь концевых элементов 10 арочного верхняка 1 происходитдо тех пор, пока нагрузка на крепь не уменьшится до расчетной, Перемещение элементов крепи происходит в пределах уступов 11и 12, расположенных по контуру с наружнойстороны верхней части стоек 2 и внутри концевых элементов 10 арочного верхняка 1,уступы 11 и 12 имеют клиновидную форму иориентированы суживающейся частью ккраям элементов 1 и 2.пластиковых элементов с торцовыми прорезями во взаимно перпендикулярном направлении, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения долговечности крепи за счет снижения усталостных явлений в материале конструкции, верхняк выполнен арочэ 5ной формы с радиусом кривизны в центральной части большим радиуса кривизны концов верхняка, при этом полые стеклопластиковые элементы выполнены в поперечном сечении в форме трапеции,5 10 15 20 5 30 35 С последующим увеличением горного давления и нарастанием напряжения до предела сопротивления уступов 11 и 12 происходит повторное перемещение элементов рамы в узле 8. Податливость узлов 8 осуществляется за счет уменьшения сечения верхнего элемента 9 стоек 2 в местах торцовых прорезей 13 во взаимно перпендикулярном направлении. Прорези 13 в нижней части ограничены круглыми отверстиями 14, В результате этого верхние элементы 9 стоек 2 работают упруго, как пружины при смещении элементов конструкций крепи стоек 2 и арочного верхняка 1.Стеклопластиковые полые стойки 2 трапециевидного сечения в нижней части снаружи снабжены утолщениями 15 для обеспечения прочности опорных элементов.Арочная крепь горных выработок возводится следующим образом.При закреплении горизонтальных выработок в концевые элементы 10 элементов арочного верхняка 1 устанавливают верхние части 9 стоек 2, Удерживая крепь в вертикальном положении, устанавливают затяжки. Закрепное пространство заполняют мелкой породой или бетоном.Устройство работает следующим образом,Под влиянием горного давления на арочную крепь в элементах рамы возникают напряжения. При достижении критических напряжений в элементах крепи происходит их смещение в узлах 8 до тех пор, пока нагрузка на крепь не уменьшиться до расчетной. Формула изобретения Арочная крепь для горных выработок, включающая верхняк с утолщениями на концах и стойки с утолщениями на нижних концах, выполненные из полых стеклопластиковых элементов, узлы податливости в виде верхних полых стеклопластиковых элементов с утолщениями на концах и установленных в них нижних полых стекло1659667 25 Составитель Л.ЧистоваРедактор М.Бандура Техред М.Моргентал Корректор И.Муска Заказ 1830 Тираж 296 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 венно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 ои ориентированной меньшим основанием внутрь контура крепи, а полый стеклопластиковый элемент верхняка снабжен плоской стеклопластиковой арматурой, размещенной на основании его трапециевидного се чения вдоль всего верхняка, причем основания трапеций в поперечном сечении верхняка выполнены толщиной, большей толщины ее боковых стенок, при этом в узлах податливости утолщения верхних эле ментов с внутренней стороны и нижние элементы с внешней стороны снабжены клиновидными уступами, ориентированными суживающейся частью к краям элементов, а узлы податливости размещены в местах соединения верхняка со стойками, причем верхние элементы размещены на концах верхняка, а нижний элемент - на верхних концах стоек, при этом на закрытых концах торцовых прорезей выполнены круглые отверстия с диаметром, большим ширины прорези,