Крепь горных выработок с. н. комиссарова

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК(5)3 Е 21 О 11/22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕРЬСТВУ(71) Государственный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и проектный угольный институт с экспериментальным заводом "Печорниипроект" (72) С,Н,Комиссаров(56) Авторское свидетельство СССР %875070, кл, Е 21 О 11/14, 1979,Авторское свидетельство СССР М 1332027, кл. Е 21 О 11/22, 1987,(54) КРЕПЬ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК С.Н.КОМИССАРОВА(57) Изобретение относится к горному делу и м.б, использовано для крепления вырабо,е,.Я 2 по 1749467 А 1 ток. Цель - повышение сопротивления крепи путем снижения ослабления замкового устройства. Для соединения внахлест элементов крепи из спецпрофиля (СП) 1, 2 служит охватывающее их с двух" сторон замковое устройство, выполненное в виде гибкого отрезка (ГО) 7 У-образной формы, имеющего фиксаторы. Концы ГО 7 соединены между собой зажимом с воэможностью их проскальзывания относительно друг друга. Фиксаторы выполнены в виде выступов (В), одни из которых В 4 жестко скрепленыс фланцами СП 1. а другие В 5 - со стенками СП 2, причем В 4, 5 раеноудалены от главной центральной оси СП 1. 2. Ветви ГО 7 последовательно огибают В 4, 5, а также СП 1, 2. бил,Изобретение относится к горному делуи может быть использовано во всех горныхвыработках, где применяются металлические податливые крепи иэ специальных желобчатых профилей,Известны конструкцииметаллическойподатливой крепи из спецпрофиля, состоящие иэ двух стоек и верхняка, соединенныхмежду Собой скобами с планками и гайками.Недостатком этих конструкций является низкая несущая способность крепи, обусловленная недостаточной жесткостью ипрочностью соединительных элементов инеравномерным прилеганием элементовкрепи по длине участка их соединения,Известен также узел податливости металлической крепи; включающий податливый элемент, охватывающий соединенныевнахлест внутренний и внешний спецпрофили и зафиксированный в вырезах полокспецпрофилей, при этом податливый элемент выполнен из двух гибких отрезков,каждый из которых завязан простым узломс образованием петли и концевого отрезка,причем одна петля охватывает внутреннийи внешний спецпрофили крепи и эафйксирована в их вырезах, а другая охватываетвнешний спецпрофиль и установлена с возможностью ее взаимодействия с торцомвнутреннего спецпрофиля, концевые отрезки попарно соединены внахлест жимками вдве ветви с возможностью перемещениядруг относительно друга.Однако крепь с известным узлом податливости имеет низкое сопротивление как внаправлении продольной оси спецпрофиляиз-за невозможности практического обеспЕчения значительных усилий в жимках, таки в поперечном направлении, что недопустимо в металлических крепях арочной формы,Цель изобретения - повышение сопротивления крепи путем снижения ослабления замкового устройства,.Поставленная цель достигается тем, чтовизвестной крепи горных выработок, включающей соединенные внахлестку элементыкрепи иэ спецпрофиля, охватывающее их сдвух сторон замковое устройство в виде гибкого отрезка, имеющего У-образную Форму.а его концы соединены зажимом с возможностью проскальзывания концов относительно друг друга, и фиксаторы гибкогоотрезка на элементах крепи, фиксаторы выполнены в виде выступов, которые жесткоскреплены с внешними сторонами фланцеводного иэ спецпрофилей и внешними сторонами стенок другого спецпрофиля. при этомвыступы равноудалены от главной цент 1 О реннего элемента 1 крепи. а выступы 5 укреплены на боковых стенках внешнего 25 элемента 2 крепи в зоне расположения дни 30 35 40 45 50 ББ ральной оси спецпрофилей, а гибкий отрезок установлен с воэможностью взаимодействия с выступами,На фиг. 1 показана крепь горных выработок, общий вид; на фиг. 2 - узел на фиг,1; на фиг, 3 - вид А на фиг, 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг, Б - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. б - шахтная стойка иэспецпрофиля, общий вид,Крепь горных выработок состоит из отдельных элементов спецпрофилей, соединенных внахлестку замковым устройством, Один элемент крепи - внутренний 1, другой - внешний 2 (фиг. 1), Для повышения жесткости элементов крепи фланцы спецпрофилей связаны плитами 3, которые отстоят одна от другой с заданным интервалом. На участке соединения внахлестку спецпрофилей крепи внутренний 1 и внешний 2 элементы крепи снабжены соответственно фиксаторами в виде выступов 4 и 5. Выступы 4 укреплены на фланцах спецпрофиля внутща спецпрофиля. Фланцы внутреннего элемента крепи в зоне расположения выступов 4 соединены друг с другом дополнительной планкой 6, По отношению к плоскости симметрии спецпрофилей выступы 4 и 5 направлены в противоположные стороны за наружный контур спецпрофилейкрепи (фиг, 2), а по отношению к главной центральной оси сечения из двух спецпрофилей - на,одинаковом расстоянии Ь от этой оси. Относительно выступов 4 и 5 уложен гибкий отрезок 7, который совместно с выступами 4 и 5 и с зажимом 8 сбегающих крайних ветвей 9 и 10 гибкого отрезка 7 выполняет роль замкового устрой-. ства,Гибкий отрезок 7 последовательно огибает выступы 4 и 5, а также внутренний 1 ивнешний 2 элементы крепи в поперечном направлении таким образом, что проекция направления навивки на плоскость симметрии спецпрофиля с одной стороны имеет 2-образную ворму. а с противоположной стороны - ее зеркальное отражение, Для обеспечения лучших условий работы гибкого отрезка 7 в составе замкового устройства крепи на днище внешнего 2 спецпрофиля крепи и на фланцах внутреннего 1 спецпрофиля крепиустановлены опорные элементы 11 и 12, которые могут быть свободно опертыми на них или жестко связанными с ними. Чтобы обеспечить равномерное проскальзывание гибкого отрезка 7, огибающего внешний 2 элемент крепи, в режиме податливости. выступы 4 на фланцах внутреннегоэлемента крепи могут быть снабжены упо- Монтаж крепи производят таким обрарами 13. Зажим 8 располагают на опорном зом, что сопряженные элементы арочной элементе 11 или на опорном элементе 12, крепи устанавливают с меньшей длиной налибо на участке между выступами 4 и 5, а хлеста, чем требуется по техническим нортакже на торце 14 внутреннего элемента 1 5 мам эксплуатации крепи (на определяемую крепи или на торце 15 внешнего 2 элемента практическим путем величину выбора "слакрепи, бой" каната узла податливости) и навиваютВ зависимости от горно-геологических канат. Сопрягаемые элементы шахтной условий и необходимого сопротивления стойки (фиг. 6) устанавливают (возможно на крепи могут бытьразные варианты навивки 10 почве выработки) с нахлестом, при кото- каната. Например, если первой цифрой ром общая длина стойки несколько больобозначитьсуммарноечисловетвейгибкого ше (на выбор "слабой" каната), чем отрезка 7 по обе стороны от плоскости сим- замеренное расстояние между почвой и метрии спецпрофиля, которые прижимают кровлей выработки в месте ее установки, внешний элемент 2 к внутреннемуэлементу 15 навивают канат и подбивают стойку в мо крепи в сечении Б-Б (фиг, 4), второй циф- мент ее установки до вертикального полорой - суммарное количество ветвей гибкого жения молотом,отрезка 7, сбегающих с выступов 4 на высту- Крепь работает следующим образом, пы 5 по обе стороны от плоскости симмет- Податливость крепи осуществляется рии спецпрофиля, и третьей цифрой - 20 под действием веса верхняка, затяжки, заколичество ветвей гибкого отрезка 7, при- бутовкиисмешения вмещающих выработку жимающих внешний элемент 2 к внутренне- пород. При этом под действием растущей му элементу .1 в сечении В-В (фиг, 5), то нагрузки ветви гибкого отрезка 7 натягивэформулы навивки гибкого отрезка 7 в зам- ются, что вызывает силу прижатия сопрягаковом устройстве могут быть следующие: 25 емых внахлест внутреннего элемента 1 к 2-6-2, 4-4-2, 4-4-4 (фиг. 2); 6-6-2, 6-6-4, внешнему 2. Силы трения между элемента-6-6, 4-8 - 4, 8-4 - 4 и т,д. От формулы на- ми 1 и 2 крепи и концов 9 и 1 О гибкого вивки гибкого отрезка 7, его диаметра и отрезка 7 в зажиме 8, между гибким отрез- устанавливаемой опытным путем силы тре- ком 7 и выступами 4 и 5, между гибким ния в зажиме зависит несущая способность 30 отрезком 7 и фланцами внутреннего элезамкового устройства. мента 1 крепи (или гибким отрезком 7 иНавивку гибкого отрезка 7 осуществля- планкой 12), а также несущая способность ют следующим образом, всех ветвей каната сопротивляются внешОтрезок каната берется двумя руками ней нагрузке, Рост нагрузки на крепь вызыпосередине, прикладывается серединой к 35 вает увеличение усилия в канате до тех днищу внешнего элемента 2 крепи и огиба- пор, пока концы гибкого отрезка 7 не наются стенки внешнего элемента 2 крепи, чнут проскальзывать в зажиме 8, а также выступы 4 на фланцах 14 внутреннего зле- относительно выступов 4 и 5 и навстречу . мента 1. затем выступы 5 на стенках внеш- друг другу на фланцах 14 внутреннего эленего элемента 2 крепи, затем в поперечном 40 мента 1 крепи или на планке 12, Проскальнаправлении навстречу друг другу концы зывание гибкого отрезка 7 продолжается гибкогоотрезка 7 огибаютстенкивнешнего до тех пор, пока не будут выбраны концы элемента 2 и фланцы.внутреннего элемента 9 и 10 гибкого отрезка 7, после чего крепь 1 крепи, повторно огибаются выступы 5 на теряет несущую способность, При этом разстенках внешнего элемента 2 крепи, затем 45 виваемое в процессе работы крепи в гибповторно выступы 4 на фланцах 14 внутрен- ком отрезке 7 на участке между выступами него элемента 1 крепи, стенки внешнего 4 и 5 усилие раскладывается на сопротивлеэлемента 2 крепи и навстречу друг другу на ние продольному перемещению элемента 1 днище внешнего элемента 2 крепи концы относительно элемента 2 и на усилие стяги- гибкого отрезка продеваются в зажим 8 лю вания элементов 1 и 2 в поперечном направбойконструкцииификсируются клиномили лении в сечениях Б-Б и В-В (фиг. 2), гайкой, Можно выполнить навивку двух от- Составляющая сил в продольном направлерезков каната в противоположных направ- нии всегда больше, чем в поперечном, с лениях, увеличением расстояния между выступамиЗамковое устройство крепи горных вы 4 и 5 просадки крепи увеличиваются, Поэтоработок может быть использовано и в кон- му количество ветвей гибкого отрезка 7 струкциях шахтных стоек, состоящих из между выступами 4 и 5 может быть опредевнутреннего 1 и внешнего 2 элементов кре- лено как частное от деления необходимого пи, усиленных плитами 3, и замкового уст- сопротивления крепи в продольном направройства (фиг. 6), лении на несущую способность одной ветвигибкого отрезка 7, Составляющая сил стягивания элементов 1 и 2 в поперечном направлении может быть вычислена умножением величины усилий, развиваемых в канате на участке между выступами 4 и 5, на косинус угла между направлением этих усилий и поперечным к элементам крепи направлением, Тогда количество ветвей гибкого отрезка 7 в поперечном направлении может быть определено как частное от деления усилия стягивания элементов крепи в поперечном направлении на несущую способность одной ветви гибкого отрезка 7,При возникновении в работе крепи изгибающих моментов, стремящихся "раскрыть" участок контактирования соединенных внахлестку элементов крепи 1 и 2, что наблюдается на практике при работе крепи:арочной Формы,. имеется воэможность увеличить число ветвей гибкого отрезка 7 в поперечном направлении, например в сечении Б-Б (Фиг. 2, 4), что обеспечивает надежное прилегание элемента 1 к элементу 2 крепи в течение всего периода эксплуатации крепи.Разработанное техническое решение позволяет повысить сопротивление крепи эа счет плотного прилегания одного элемента крепи к другому и исключить ослабление замкового устройства в процессе эксплуатации крепи.5 Формула изобретения Крепь горных выработок, включающаясоединенные внахлестку элементы крепи из 10 спецпрофиля, охватывающее их с двух сторон замковое устройство в виде имеющего Е-образную форму гибкого отрезка, концы которого соединены зажимом с возможностью проскальзывания концов относитель но друг друга, и фиксаторы гибкогоотрезка на элементах крепи, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения сопротивления крепи путем снижения ослабления замкового устройства, фиксато ры выполнены в виде выступов, которыежестко скреплены с внешними сторонами фланцев одного из спецпрофилей и внешними сторонами стенок другого спецпрофиля.при этом выступы равноудалены от главной 25 центральной оси спецпрофилей, а гибкийотрезок установлен с возможностью взаимодействия с выступами.1749467 2 оставитель Л. Березкинаехред М.Моргентал Кор Моты дактор тор Т,Па роизводственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Г Заказ 2575 ВНИИПИ Госу Тиражственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Рау Подписноеениям и открытиям-при ГКНТ СССкая наб 4/5