Крепь горных выработок

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 Е 21 Р БР ИЯ ЕПЬСТВУ к горномуработы ой д ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИН АВТОРСКЬМ(46) 07.10,89. Бюл, У 37 (71) Шахта "Юнь-Яга" Производственного объединения по добыче угля "Воркутауголь"(56) Авторское свидетельство СССР В 1170151, кл. Е 21 0 11/14, 1983.Авторское свидетельство СССР В 1343024, кл. Е 21 Р 11/14, 1986. (54) КРЕПЬ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится елу и повышает надежность крепи за счет перераспределения усилия горного давления до равномерногопо всему контуру рамной крепи (РК)и снижения пучения почвы выработки.Крель состоит из основной РК, выполненной из соединенньи между собойузлами 3 податливости верхняка (В)1 и стоек (С) 2, и крепи усиленияиз установленной в неподвижной опоре5 центральной С 4. Опора 5 тягами 6связана с подвижной опорой 7, в которой шарнирно установлена наклоннаябоковая С 8 с упором 9, взаимодействующая со С 2. Центральная С 4 жесткозакреплена на В 1 и в опоре 5 и установлена по оси симметрий основн3 1513149 РК. Боковая С 8 установлена с воэможностью пересечения ее продольной оси с плоскостью внутреннего контура 11 подвижной опоры 7 эа контуром основной РК. Упор 9 контактирует с торцом 1 О В 1. При усилении горного давщ ления нагружаются В 1, через узлы 3 - . С 2, а также С 4. При деформации С 4, преодолевая сопротивление силы тре ния в узлах 3, перемещается В 1.Силы деформации узлов 3 направленывнутрь основной РК. Упор 9 противодействует перемещению В 1 нод воздействием горного давления и образуетсилу отпора, разворачивая В 1 относительно С 2 со стороны целика 12, которая нагружает узлы 3 податливости С 2с В 1. 2 ил.Изобретение относится к горному делу, а именно к креплению горных выработок.Целью изобретения является повы шение надежности работы крепи эа 20 счет перераспределения усилия горного давления до равномерного по всему контуру рамной крепи и снижение пучения почвы выработки.На фиг.1 изображена крепь горных выработок в зоне усиления горного давления, вызванного отработкой запасов полезного ископаемого с одной из сторон выработки; на фиг,2 - увел 1 на фиг.1 и распределение действующих сил.Крепь горных выработок включает основную рамную крепь из верхняка 1 истоек 2, соединенных узлами 3 податливости, и крепь усиления из центральной стойки 4, установленной в неподвижной опоре 5, связанной тягами б с подвижной опорой 7, в которой шарнирно установлена боковая стойка 8 с возможностью контакта упо" 40 ром 9 со стойкой 2 основной рамной крепи, упор 9 контактирует с торцом 10 верхняка 1, Центральная стойка 4 жестко закреплена на верхняке 1 и в неподвижной опоре 5 и установле на по оси симметрии основной рамной крепи, а ось боковой стойки 8 пересекается с плоскостью внутреннего контура 11 подвижной опоры 7 за контуром основной рамной крепи.50Крепь работает следующим образом.Основная рамная крепь располагается на границе целика 12 и выработанного пространства 13, т.е, в зоне опорного давления, а следовательно испытывает неравномерную нагрузку от покрывающей толщи пород 14.В результате взаимодействия выше лежащих слоев толщин на нижележащие происходит из деформация и разлом поуглу с 6, который изменяется во времени от различных факторов, но колеблется в пределах 65-85 от горизонтали.Деформация сжатия краевой эоныцелика и рамной крепи зависит отсуммы изгибающих моментов, возникающих в покрывающей толще, причем изгибающий момент, приложенный к рамной крепи, тем больше, чем дальшеотстоит от целика 12 в сторону выработанного пространства 13, т.е.М, МйПри этом с измейением временивзаимодействия Т з крепи с массивоммомент М; увеличивается, так какпроисходит больший разворот плит массива относительно линии разлома АВ.Соответственно этому развороту горного массива изменяется и характерработы рамной крепи по отпору силамдеформации, причем, если в первоначальный период времени, т.е. когдаТ, соответствует М 1, усилия в узлахподатливости направлены вдоль соприкасающихся стенок верхняка и стоек,то при Т, и М; сила деформации Р 4перемещается в сторону выработанногопространства и узлы податливости взаданном режиме уже не работают -происходит их изгиб с последующимразрушением. Крепь деформируется полинии С,При усилении горного давления происходит нагружение верхняка 1, узлов3 податливости, а через них стоек 2,а также центральной стойки 4, зафиксированной в неподвижной опоре 5.Верхняк 1 при деформации центральнойстойки 4 начинает.". перемещаться, преодолевая сопротивление силы тренияР, в узлах 3 податливоети, Приэтом узел 3 податливости со стороныс5 15131выработанного пространства 13 испытывает большую нагрузку, чем узел податливости 3 со стороны целика 12.Направление силы деформации Рд узла3 податливости со стороны выработанного пространства 13 направлено вовнутрь основной рамной крепи. Такимобразом, упор 9 испытывает сжатияот силы Р, а также усилие перемеще Ония Р от торца 10 верхняка 1 относительно стойки 2 рамной крепи. Вто же время, создавая дополнительноесопротивление, равное силе тренияР упора 9 о стойку 2 со стороны 15выработанного пространства 13, упор9 противодействует перемещению верхняка 1 под воздействием силы Р,горного давления, образует силу отпора Р , которая стараясь развернуть 2 Оверхняк 1 относительно стойки 2 состороны целика 12, нагружает узел 3податливости этой стойки с верхняком1. Причем направление сил, нагружающих этот узел податливости, не способствует его деформации и соответствует направлению перемещения верхняка 1 относительно стойки 2 со стороны целика 12 при посадке крепи вподатливом режиме. ЗООдновременно сила РА через упор9 передается на подвижную опору 7.Действие силы Р направлено но продальной оси 0 упора 9. Учитывая разворот силы Р в зависимости от 35разворота покрывающей толщи пород 14по линии АВ на угол ь (65-85)поворот продольной оси О упора 9в подвижной опоре 7 должен быть обесопечекне менее, чем на 20 аоДля обеспечения работоспособностинеподвижной 5 и подвижной 7 опор,49 6заключающейся в передаче давлениягорного массива на почву выработкис преобладанием вертикальной состав"ляющей Р что снижает пучение почвы выработки), необходимо, чтобыось О не пересекалась с плоскостьювнутреннего контура 11 подвижнойопоры 7 в контуре основной рамкойкрепи, а центр оси тяги 6 находилсяв плоскости поворота оси О под воздействием силы Р,фо Рмула иэобрет енияКрепь горных выработок, включающая основную рамную крепь иэ верхняка и стоек, соединенных между собой узлами податливости, и крепь усиления из центральной стойки, установленной в неподвижной опоре, связан-, ной тягами с подвижной опорой, в которой шарнирно установлена наклонная боковая стойка с упором, взаимодействующим со стойкой основной рам- кой крепи, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы крепи за счет перераспределения усилия горного давления до равномерного по всему контуру рамной крепи и снижения пучения почвы выработки, центральная стойка крепи усиления жестко закреплена на верхняке основной рамы и в неподвижной опоре и установлена по оси основной рамной крепи, а боковая стойка установлена с возможностью пересечения ее продольной оси с плоскостью внут" реннего контура подвижной опоры за контуром основной рамной крепи, при этом упор боковой стойки установлен с воэможностью контакта с торцом верхняка основной рамкой крепи.1513149 Составитель Л.Чистоваактор И.Булла Техред Л.Сердюкова Коррек Ч аж 44 каэ 6054/33 Подписи НИИПИ сударственного комитета по изо 113035, Москва, Ж, Р ский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 юФПроизводственно-издател етениям и открытиям при ГКНТ ССушская наб., д. 4/5