Крепь для скатов

(ЯЮ Е 21 О 5/00 ЕТЕНИ АВТОРСКО В ИДЕТЕЛ ЬСТВУ ние ковов,заелу вы оди отке ОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО(71) Научно-производственное объединпо добыче угля "Прокопьевскгидроугол(56) Авторское свидетельство СССРМ 597846, кл. Е 21 О 5/00, 1976.Авторское свидетельство СССРМ 420786, кл. Е 21 О 5/00, 1972.(54) КРЕПЬ ДЛЯ СКАТОВ(57) Изобретение относится к горному дв частности к сооружению восстающихработок, преимущественно скатов, возамых в закладочном массиве при отраб крутых угольных пластов. Цель изобретения - повышение технологичности изготовления крепи скатов, снижение ее стоимости и повышение надежности, Крепь состоит из нескольких обособленных отделений 1, 2 и 3, Каждое отделение выполнено из трех прямолинейных элементов (Э) 4, 5 и 6, которые соединены между собой и образуют в поперечном сечении треугольный модуль (М). Между Э 4, 5 и 6 соседних М уложены герметизирующие прокладки. При этом Э 4, 5 и 6 в каждой боковой стенке М или его основании стянуты по длине выработки крепежными болтами, которые установлены не менее чем на ширину (толщину) одного Э. Выполнение каждого отделения скота в виде треугольного М повышает надежность их крепи и крепи ската в целом. 8 ил.5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к горному делу и предназначено для крепления восстающих горных выработок, возводимых в закладочном массиве при отработке крутых угольных пластов.В настоящее время при отработке крутых угольных пластов с обрушением кровли, или с закладкой выработанного пространства широко пйменается деревянная венцовая крепь с прямоугольным или квадратным сечением выработки (см. а,с. СССР М 142255, кл. Е 21 О 5/00).Недостатками этой крепи применительно к технологии отработки крутых пластов с гидрозакладкой является недостаточная устойчивость крепи и полное отсутствие герметизации, что позволяет использовать эту крепь в дренажных печах.Известно несколько разновидностей металлической тюбинговой крепи для скатов, возводимых в закладочном массиве (см. а,с. СССР М 597846, кл. Е 21 О 5/00, 1976, М 539145, кл, Е 21 О 5/00, 1974, В 420786 кл, Е 21 О 5/00, 1972, М 964159 по кл. Е 21 О 5/00, 1981, М 956798, кл. Е 21 О 5/00, 1981)..Общим недостатком этих конструкций является дефицитность металла и высокая стоимость металлической тюбинговой крепи в несколько раз превышающая стоимость деревя н ной вен цовой крепи.Наиболее близким из известных технических решений является металлическая тюбинговая крепь для скатов, в поперечном сечении имеющая несколько отделений, герметично обособленных друг от друга: ходовое (оно же вентиляционное), углеспускное и два дренажных боковых отделений (см. вышеуказанное а,с. СССР К". 420786).Выбранному нами прототипу присущи общие вышеуказанные недостатки .известных металлических тюбинговых крепей, а также и то, что каждое кольцо крепи собирается из 4-х тюбингов, что снижает устойчивость крепи в условиях гидрозакладочного массива, предельно насыщенного водой, были аварийные ситуации, когда крепление выработки "складывалось" - места соединений тюбингов работали как шарниры.Целью изобретения является устранение недостатков прототипа и создание надежной конструкции крепи из более доступных и менее дефицитных.конструкционных материалов, например, дерева илисборного железобетона,Поставленная цель достигается тем, что крепь для скатов, возводимых преимущественно в закладо ном массиве, состоящая из нескольких обособленных отделений, каждое из которых в поперечном сечении выполнено в виде равностороннего или рав" нобедренного треугольного модуля, состоящего из отдельных прямолинейных элементов, герметично соединенных между собой, при этом прямолинейные несущие элементы, по крайней мере одной стороной каждого модуля, установлены с возможностью взаимодействия с прямолинейными элементами смежных модулей крепи. Достижению поставленной цели также способ-ствует и то, что прямолинейные элементы между собой по длине выработки стянуты крепежными болтами, установленными внахлестку, а центральный модуль расположен вершиной к почве пласта, два же других боковых вершинами к кровле пласта (вверх), причем центральный модуль относительно боковых модулей установлен с возможностью необходимой податливости в направлении конвергенции кровли пласта, Отличие также состоит и в том, что верхний продольный элемент центрального модуля выполнен с повышенной несущей способностью и с возможностью предохранения вершинных узлов боковых модулей.Патентные исследования, проведенные на соответствие настоящего технического решения критериям изобретения, показывает, что оно соответствует всем трем критериям "новизна", "существенные отличия" и "положительный эффект",Так, установлено, что ни в патентной, ни в научно-технической литературе не имеется аналогичных технических решений, полностью совпадающих с предлагаемым техническим решением, включая отличительные признаки формулы изобретения, Следовательно, предлагаемая крепь для скатов обладает новизной.Сопоставительный анализ отличительных признаков заявляемого объекта с известными техническими решениями показьвает, что применение крепи для скатов из отдельных треугольных в поперечном сечении модулей приводит к повышению надежности крепи и снижению ее стоимостных показателей, соединение прямолинейных несущих элементов стяжными болтами, установленными внахлест или соединенными друг с другом по длине посредством муфт приводит к обеспечению герметизации каждого модуля крепи,Выполнение крепи из трех треугольного сечения модулей, из которых центральный модуль ориентирован вершиной к почве пласта, а боковые модули - вершинами к кровле пласта, приводит к наиболее устойчивой форме отдельных модулей и крепи в целом, к наиболее рациональному исполь5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зованию поперечного сечения выработки (размещению оборудования и функциональному использованию модулей),Практика крепления скатов деревом на два и три отделения широко известна, но, как уже выше отмечалось, конструкция крепи не обеспечивает их герметичности. Предлагаемая конструкция крепи для скатов, состоящая из трех обособленных модулей, в этом отношении намного предпочтительна. Особенно с расположением ходового отделения в центральном модуле, когда боковые стенки защищены еще дополнительно креплением боковых модулей.На основании изложенного приходим к выводу о том, что предлагаемая конструкция крепи для скатов в закладке соответствует критерию изобретения существенные отличияНа фиг.1, 2 показан вариант крепи с модулями в виде равносторонних треугольников, на фиг,З и 4 то же, но в виде равносторонних треугольников с усеченными угловыми узлами, на фиг,5, 6 то же, с усиленным верхним продольным элементом центрального модуля, на фиг.7 изображено поперечное сечение крепи с модулями отделениями в виде прямоугольных треугольников с прямым углом у вершины, на фиг,8 - ,изображен фрагмент боковой стенки или основания модуля крепи ската,Крепь для скатов, возводимых в закладочном массиве, состоит из нескольких обособленных отделений 1, 2 и 3, выполненных в поперечном сечении в виде равностороннего (фиг.1-6) или равнобедренного (фиг.7) треугольного модуля. Каждый модуль состоит из трех прямолинейных элементов 4, 5 и 6, соединенных между собой по принципу венцовой крепи. Между прямолинейными элементами 4, 5 и 6 по длине выработки уложены прорезиненные или из другого эластичного материала прокладки 7 для обеспечения герметичности каждого модуля крепи от гидравлически намытого закладочного массива, представляющего собой водонасыщенный массив из закладочного материала "плывун", Прямолинейные элементы 4,5 и 6 в каждой боковой стенке модуля или в его основании стянуты между собой по длине выработки крепежными болтами 8, установленными внахлестку, по крайней мере, не менее чем на ширину(толщину) одного элемента. Крепежные болты 8 установлены в просверленные (в элементах 4,5 и 6) отверстия, расположенные ближе к замковым частям крепи (фиг.8), при этом головки болтов 8 и гайки устанавливают в гнезда "впотай". Одной из рациональных конструкций крепи для скатов, возводимых в закладочном массиве, является крепь, состоящая из трех модулей, один из которых центральный 2 установлен вершиной к почве пласта, а два боковых 1 и 3 - вершинами к кровле пласта, Центральный модуль 2 устанавливают между боковыми модулями 1 и 3 таким образом, чтобы обеспечивалась необходимая податливость крепи ската в направлении конвергенции кровли пласта, Это достигается за счет того, что между вершиной центрального модуля 2 и почвой пласта или плоскостью, в которой располагаются основания модулей 1 и 3, создается необходимый зазор, На фиг.1, 2, 5 и 6 этот зазор устанавливается равным толщине продольных элементов 4, 5 и 6, расположенных в основании модулей 1 и 3. На фиг.З и 4 вершин величина податливости устанавливается больше - толщина продольного элемента плюс величина, на которую замковая часть модуляусечена,С целью повышения надежности крепи ската за счет повышения работоспособности боковых модулей, податливость которых в направлении конвергенции кровли пласта значительно меньше по сравнению с центральным модулем, продольный элемент 4 центрального модуля 2 выполнен с повышенной несущей способностью с возможностью предохранения (прикрытия) вершинных узлов 9 и 10 боковых модулей 1 и 3. Для этого, как правило, продольный элемент 4 восновании центрального модуля 2 выполняется большего поперечного сечения, а длина его по верхним кромкам делается несколько большей чем расстояние между вершинами 9 и 10 боковых модулей 1 и 3, так что даже при полностью исчерпанной вертикальной податливости центрального модуля, вершины 9 и 10 боковых модулей остаются прикрытыми концами продольного элемента 4 от действия вертикальной нагрузки закладочных пород, воспринимающих давление пород кровли пласта,По мере отработки угольного блока по восстанию и возведению крепи скатов каждый модуль оборудуется по своему назначению: ходовое отделение для людей, дренажное отделение, углеспускное отделение и т.д.Выполнение крепи ската в виде отдельных отделений-модулей повышает надежность их крепи и крепи ската в целом. По сравнению с металлической тюбинговой крепыш предлагаемая конструкция крепи в 1,5 - 2 раза дешевле, что только на 1 м крепи выражается экономией в 200 - 300 руб, Кроме того, немаловажным фактором являетсядефицитность металла и загруженность мощностей машиностроительных и механических заводов для изготовления металлической тюбинговой крепи. Годовая потребность скатов, возводимых в закладочном массиве, по НПО "Прокопьевскгидроуголь" в настоящее время составляет 1,5-2 тыс. м. в год, с учетом развития добычи угля с закладкой (гидравлической) эта потребность еще более возрастает.Формула изобретения 1, Крепь для скатов, возводимых в закладочном массиве, включающая секции, состоящие из обособленных отделений, герметично соединенные между собой по оси выработки, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения технологичности изготовления, снижения ее стоимости и повышения надежности, каждая секция состоит по крайней мере из трех отделений, выполненных в поперечном сечении в виде равностороннего или равнобедренного треугольного модуля из отдельных прямолинейных несущих элементов, при этом прямолинейные несущие элементы с одной стороны каждого модуля установлены свозможностью взаимодействия с прямоли 5 нейными элементами смежных модулейкрепи,2, Крепь по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что центральный модуль установлен вершиной к почве пласта, а два боковых вершина 10 ми к кровле пласта, причем центральныймодуль относительно боковых модулей установлен с возможностью податливости.3. Крепьпо пп. 1 и 2, отл и чаю ща яс я тем, что прямолинейные элементы сое 15 динены между собой в продольном направлении посредством прокладок и стянутыкрепежными болтами, установленнымивнахлестку на ширину одного элемента.4. Крепь по п,1, отл и ч а ю щ а я с я тем,20 что верхний продольный элемент центрального модуля выполнен с большим поперечным сечением по отношению к другимэлементам.1767186 Составитель Л,БерезкинТехред М.Моргентал орректор М.Слив Редак аказ 3533 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 здательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1( водств