Крепь подземных выработок

)5 Е 21 О 11/14 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ ВТОРСКО Крепь состоит изрые соединенывнешнему периопорные злеменв виде клина (К), Кграни 6, шарнирбой, и упругий сный внутри К. Оустановлена в отскрепленных со сПод действием дугол раскрытия Кется в породы.разрушаются, ихется и под дейсткрцтие угла К до ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Донецкий политехнический институт (72) И.М,Пономарев, Н.И.Трунова и А.А.Андриевский(56) Авторское свидетельство СССР М 1184947, кл, Е 21 О 11/14, 198 р.Ерофеев А.М., Мирошникова Л.А. Повы. шение надежности крепи горных выработок. М.: Недра, 1988, с. 314.(54) КРЕПЬ ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горному делу и м.б, использовано для крепления выработок, Цель - повышение надежности крепи. верхняка 1 и стоек, кото- замками податливости. По метру крепи закреплены ты (Э), которые выполнены аждый К имеет подвижные но соединенные между сожимэемый Э 7, размещенсь шарнира 8 подвижно верстиях 9 стоек 10,жестко тойками и верхняком арок, авления пород на грани 6 уменьшается, а К внедряПри внедрении К породы давление на крепь снижавием Э 7 происходит распервоначального. 4 ил,желобам 10,30 35 40 45 50 55 равновесия системы порода - крепь. Продолжительность состояния равновесия зависит от конкретных условий,При нарушении равновесия боковые породы перемещаются под влиянием высоких внутренних напряжений, За счет смещения Изобретение относится к горной промышленности, а именно к области крепления горных выработок при разработке, угольных пластов на глубоких горизонтах в, условиях повышенного горного давления и 5интенсивного смещения пород,Целью изобретения является повышение надежности крепи.На фиг,1 показана крепь, общий вид; нафиг.2то же, вид сбоку; на фиг,З - клин с 1подвижными гранями в сборе; на фиг,4 -разрез, перпендикулярный продольной осиарки крепи на фиг,З,Арочная податливая незамкнутая крепьдля выработок глубоких горизонтов содержит верхняк 1, боковые стойки 2, которыесоединены в узлах податливости 3 хомутамис планками л гайками 4, Клин 5 с подвижными гранями включает грани 6, шарнирносоединенные между собой, и упругий сжи, маемый элемент 7, закрепленный внутриклина между гранями 6. Ось шарнира 8 подвижно закреплена в отверстиях 9 стоек 10,, жестко закрепленных внутри желоба верх няка 1 и боковых стоек 2. 2Жесткое межрамное ограждение, выполнено из сопрягающихся желобов 11 исодержит в узле сопряжения желобов клин12.Клин 5 с подвижными гранями изготавливают отдельными секциями длиной 300"400 мм и закрепляют по периметру верхняка 1 и боковых стоек 2 на поверхности с, помощью электросварки, Крепь устанавливают в проходческом забое в последова гельности, регулируемой соответствующейинструкцией,После установки двух соседних арокпространство между ними перекрывают жестким межрамным ограждением 13,Работа крепи рассматривается применительно к большой глубине разработки вусловиях незатухающей ползучести пород,что имеет место; когда напряжение в породахпревышает их прочность. В этих условияхсмещения пород кровли и боков происходятпримерно с одинаковой скоростью. Возможны три схемы работы крепи.Схема 1. Давление смещающихся пород передается на раскалывающую кромку14 клина 5 с изменяемым углом раскрытия,Когда давление кромки 4 клина 5 на породыпревышает их прочность на раскалывание(растяжение), происходит разрушение пород на некоторую глубину, Куски разрушенных за счет раскалывания пород пожелобам межрамного ограждения 13 поддействием сил собственного веса перемещаются вниз и скапливаются на почве выработки. В условиях слабых пород куски значительных размеров дополнительно раскалываются жестким клином 12 межрамного ограждения 13. При дальнейшем смещении кровли и боков взаимодействие их с крепыо не изменяется Схема 2. В условиях более прочных пород клин 5 внедряется в породы на некоторую глубину без их разрушения. За счет внедрения клина 5 в породы давление на боковые грани 6 клина 5 постепенно увеличивается. Когда суммарная величина сил, действующих на грани клина 5 по нормали,превышает прочность упругого сжимаемого элемента 7, грани клина 5 сходятся, угол раскрытия граней 6 уменьшается и за счет этого клин 5 внедряется в породы на значительную величину, что приводит к раскалыванию пород, Куски породы, отколотой от массива под действием клина 5, по желобам межрамного ограждения 13 под силой собственного веса скатываются вниз и скапливаются на почве выработки, Куски породы значительного размера дополнительно раскалываются клином 12 межрамного ограждения 13 и также скатываются вниз по После откалывания кусков породы отмассива давление на грани клина 5 уменьшается, грани 6 под влиянием сил упругого восстановления элемента 7 расходятся и сопротивление клина смещающимся породам увеличивается, Наступает короткий период равновесия системы крепь - порода. Это равновесие сохраняется до тех пор, пока давление пород не начнет сжимать грани 6 клина 5. После этого цикл работы клина повторяется,Схема 3. Известно, что прочность пород в глубине массива выше, ем прочность вблизи стенок выработки. Если в процессе смещения пород давление их на раскалывающую кромку 14 клина 5 и на грани 6 превышает усилие сжатия упругого элемента 7. а породы не разрушаются, то в этом случае суммарная величина вертикальных и горизонтальных сил, действующих на клин 5, а через него на верхняк 1 и боковые стойки 2, превышает сопротивление арки податливости и происходит проскальзывание концов верхнякэ 1 и стоек 2 в узлах податливости 3, За счет проскальзывания верхнякэ 1 и стоек 2 в узлах податливости 3 нагрузка на арку уменьшается и смещение в узлах податливости прекращается, Наступает состояниепороды разрыхляются, прочность их уменьшается. В породах уменьшенной прочности повторяется схема 2 работы клина 5, характеризующаяся уменьшением угла раскрытия граней клина, что приводит к разрушению пород за счет их раскалывания клином.Формула изобретения Крепь подземных выработок, включающая соединенные замками податливости стойки и верхняк и закрепленные по внешнему периметру крепи опорные элементы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности крепи, опорные 5 элементы выполнены в виде клиньев, каждый из которых имеет внутри упругий элемент, а грани клиньев соединены в их вершинах шарниром, выполненным в виде оси. связанной по концам с жестко закреп ленными внутри профиля крепи стойками,. Гирняк водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 П аказ 2508 Тираж 293 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва,Ж, Раушская наб., 4/5