Щитове перекриття для щитового рудникового кріплення
Номер патенту: 98400
Опубліковано: 10.05.2012
Автори: Мундрі Себастьян М., Онсорі Сіамак, Хан Детлеф, Хенгстлер Штефан, Леттау Детлев
Формула / Реферат
1. Щитове перекриття для щитового кріплення для підземної розробки, яке містить пластину (2; 52) перекриття, приймальні пристрої (4) для з'єднання головок гідравлічних циліндрів з щитовим перекриттям і опорну конструкцію (3; 53), яка приварена під пластиною (2; 52) перекриття і має множину подовжніх перекладин, в якій щонайменше дві з подовжніх перекладин складаються з балок двотаврового профілю (10; 60; 90; 110; 210; 310; 410) з верхнім поясом (12; 62; 92; 112; 212; 312; 412) профілю, нижнім поясом (11; 61; 111; 211; 311; 411) профілю і проміжним поясом (13; 63; 113; 213; 313; 413) профілю, який проходить перпендикулярно до двох вказаних поясів профілю, при цьому відстань (А) між верхнім і нижнім поясами профілю зменшується на щонайменше ділянці довжини балки двотаврового профілю.
2. Перекриття за п. 1, яке відрізняється тим, що верхній пояс (12; 62; 112; 212; 312) профілю і нижній пояс (11; 61; 91; 111; 211; 311) профілю проходять з обох боків від проміжного пояса (13; 63; 93; 113; 213; 313) в кожному випадку плечем пояса (11А, 12А, 11В, 12В).
3. Перекриття за п. 1 або 2, в якому верхній і нижній пояси (11, 12) профілю мають однакові ширину і товщину.
4. Перекриття за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що верхній і нижній пояси (61, 62; 91, 92; 111, 112; 211, 212; 311, 312) профілю мають різну ширину і/або різну товщину.
5. Перекриття за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що балка (10; 110, 310) двотаврового профілю має дзеркально симетричну конструкцію відносно подовжньої центральної площини проміжного пояса (13; 113; 313).
6. Перекриття за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що плечі (62В, 92А; 221В) пояса по один бік проміжного пояса (63; 93; 213) мають більшу товщину і/або більшу ширину, ніж плечі (62А, 92В; 221А) пояса по інший бік.
7. Перекриття за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що плечі (11А; 91В, 61В) нижнього пояса забезпечені частково зазорами (29) на ділянці приймальних пристроїв (4) для головок гідравлічних циліндрів.
8. Перекриття за п. 7, яке відрізняється тим, що зазори (29) проходять до проміжного пояса (13).
9. Перекриття за п. 7, яке відрізняється тим, що зазори зменшують ширину плеча нижнього пояса (61, 91) профілю до смуги (66, 96) плеча.
10. Перекриття за п. 1, яке відрізняється тим, що пояс (411) нижнього профілю проходить тільки лише по один бік від проміжного пояса (413) плечем (411А) нижнього пояса, товщина якого перевищує товщину проміжного пояса (413) і товщину поясів (412А, 412В) верхнього пояса (412) профілю.
11. Перекриття за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що дві профільовані балки об'єднані в подовжню несучу перекладину (510) профілю П, і верхні пояси профілю двох профільованих балок приварені один до одного, або два проміжних пояси (513), віддалені один від одного на певну відстань, виконані як одне ціле з верхнім поясом (512) профілю.
12. Перекриття за п. 1, яке відрізняється тим, що пояси верхнього профілю всіх профільованих балок приварені до нижнього боку пластини перекриття за допомогою подовжніх зварних швів.
13. Перекриття за будь-яким з пп. 1, 2, 12, яке відрізняється тим, що містить чотири подовжні перекладини, що складаються з балок (10; 60; 90) двотаврового профілю.
14. Перекриття за п. 1, яке відрізняється тим, що приймальний пристрій (4) містить литий підтримуючий жолоб (5), приварений до повернутих один до одного плечей (12А, 12В) поясів суміжних профільованих балок (10), і, переважно, підтримуючий жолоб (5) має на задньому боці закриваючу пластину (6) з подовжньою смугою (7), що призначена для заповнення проміжку між двома плечима (12, 12В) пояса.
15. Перекриття за п. 1, яке відрізняється тим, що містить поворотні шарніри (20), що складаються з литих частин, приварених до заднього кінця щитового перекриття, і які мають основну частину (23), приварену між верхнім і нижнім поясами (11; 12) профілю сусідніх профільованих балок (10).
16. Перекриття за п. 1, яке відрізняється тим, що проміжний пояс (13) профільованої балки (10) має зону (14А) сталої висоти, зону (14В) з більшим градієнтом і зону (14С) з меншим градієнтом.
17. Перекриття за п. 16, яке відрізняється тим, що зона (14А) сталої висоти проміжного пояса приблизно в два рази довша двох зон (14В, 14С) змінюваної висоти в кожному випадку.
18. Перекриття за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що профільовані балки виготовлені з відлитих, протягнутих або прокатаних основних профілів (10′) зі сталою відстанню між верхнім і нижнім поясами профілю, при цьому проміжний пояс (13) частково відділений на нижній ділянці, ділянка (13А) відділена і нижній пояс профілю притиснутий або накочений на розділювальну кромку (18) і приварений до неї.
19. Перекриття за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що опорні пластини (25, 26) приварені між плечима пояса верхнього і нижнього поясів профілю.
20. Перекриття за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що щонайменше одна нижня пластина (17А), забезпечена подовжніми пазами (30) для виконання з'єднувальних зварних швів, приварена до нижнього боку нижнього пояса (11) профілю, переважно приварена множина нижніх пластин (17А, 17В, 17С), розподілених по довжині.
Текст
Реферат: Винахід належить до верхняків крокуючого кріплення для підземної розробки копалин. Щитове перекриття має пластину 2, приймальні пристрої 4 для головок гідравлічних циліндрів і опорну конструкцію 3 з подовжніх перекладин, приварену під пластиною 2. Щонайменше дві подовжні перекладини є балками 10 двотаврового профілю з верхнім 12 і нижнім 11 поясами. Проміжний пояс 13 проходить перпендикулярно до згаданих поясів. Відстань між верхнім і нижнім поясами зменшується принаймні на частині довжини балки 10 двотаврового профілю. Зменшення відстані між поясами двотаврів сприяє зменшенню матеріаломісткості перекриття без втрати міцності. UA 98400 C2 (12) UA 98400 C2 UA 98400 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід стосується щитового перекриття для щитового рудникового кріплення або щитового кріплення для підземної розробки з пластиною перекриття, з приймальними пристроями для з'єднання головок гідравлічних циліндрів з щитовим перекриттям і з опорною конструкцією, яка приварена під щитовим перекриттям і має множину подовжніх перекладин. Щитові кріплення, висота яких може змінюватися за допомогою гідравлічних циліндрів, використовувалися при підземній розробці десятиріччями і, як правило, мали два підлогових підхоплювачі, зв'язувальний механізм, ударний щит і суцільне або складене щитове перекриття, з'єднане з ударним щитом відкидним чином. Шляхом розширення, як правило, двох, іноді навіть чотирьох гідравлічних циліндрів, щитове перекриття притискається до так званого нависаючого даху, тобто до верхньої породи підземної поверхні довгого забою для звільнення в підземній породі камери, як правило, виконаної як поверхня забою, для розташування виїмкових машин. Множина щитових кріплень або каркасів щитових кріплень регульованої висоти формують рухоме кріплення, яке за допомогою відведення гідравлічних циліндрів і за допомогою просування окремих щитових кріплень може бути переміщене уперед за допомогою по суті горизонтально орієнтованих циліндрів, що просуваються, прикріплених навпроти шахтного обладнання або за допомогою яких можна проштовхнути шахтне обладнання уперед. Каркаси із щитових кріплень або щитові кріплення, що використовуються у високопродуктивних рудникових операціях, містять перекриття, пластини перекриття яких мають довжину п'ять метрів і більше і ширину два метри і більше. За допомогою опорної конструкції, привареної під пластиною перекриття, в цьому випадку всі згинаючі напруження між вершиною перекриття і кінцем перекриття або приймальними пристроями під головки штовхача поглинаються з високою надійністю для запобігання розриву щитового перекриття у випадку розсипчастої або нерівномірної породи, до якої притискається перекриття. Для витримування цих навантажень в даний час використовуються каркаси з щитових кріплень, як правило, які мають опорну структуру типу ящика і мають множину подовжніх перекладин, які складаються зі штаб листового метала, жорсткість яких підвищена за допомогою поперечних пластин. У щитовому кріпленні зі спускним отвором, як описано, наприклад, в патенті Німеччини 19814246А1, використані дві подовжні перекладини коробчастого профілю, що проходять по всій довжині щитового перекриття і, які формують напрямний пристрій для ковзної пластини для забезпечення відкривного і закривного спускного отвору в щитовому перекритті для вигрібного методу добування. Метою даного винаходу є створення щитового перекриття, яке може бути виготовлене з меншими витратами і мати меншу вагу і більшу міцність на вигин, ніж відомі конструкції. Ці та інші цілі досягаються згідно з винаходом тим, що щонайменше дві з подовжніх перекладин складаються з балок двотаврового перерізу, тобто, профільованих балок двотаврового поперечного перерізу, що мають верхній пояс профілю, нижній пояс профілю і проміжний пояс, що проходить перпендикулярно двох названих поясів профілю, відстань між верхнім і нижнім поясами профілю зменшується на щонайменше частині довжини профільованої балки. У рішенні відповідно до винаходу в основному обходяться без конструкції типу ящика, що складається з множини штаб з листового металу або коробчастих профілів, приварених один до одного, а замість цього використовуються балки двотаврового поперечного перерізу, висота яких і міцність на вигин змінюється по довжині щитового перекриття, так, що щитове перекриття має більшу міцність на вигин і на крутіння в зонах, що піддаються великим навантаженням, навколо приймальних пристроїв, ніжв тих зонах, наприклад, біля вершини перекриття, де навантаження невисокі. Застосування двотаврових балок як подовжніх перекладин забезпечує можливість надавання опорній конструкції більшої міцності на вигин, при одночасно зниженій вазі, і завдяки використанню профільованих балок з об'єднаними верхнім і нижнім поясами і проміжним поясом можна одночасно досягти істотного зниження кількості зварних швів, необхідних для виробництва зварної опорної конструкції. У найбільш переважному втіленні верхній пояс профілю і нижній пояс профілю проходять в обидва боки від проміжного поясу плечем поясу. Залежно від передбачуваного використання щитового перекриття або щитового кріплення, обладнаного таким чином, і від розмірів щитового перекриття можуть використовуватися двотаврові балки, в яких ширина і товщина верхнього і нижнього поясів профілю ідентичні одна одній і/або можуть використовуватися профільовані балки, в яких верхній і нижній пояси профілю мають різні розміри по ширині і/або різні розміри по товщині. У щитовому перекритті з більш ніж двома подовжніми перекладинами профільовані балки з поясами профілю однакового розміру можуть також використовуватися разом з профільованими балками, що мають пояси профілю різного розміру, як опорна конструкція. Балки двотаврового профілю можуть мати дзеркально симетричну структуру відносно подовжньої центральної площини проміжного поясу. Альтернативно, плечі поясу балок 1 UA 98400 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 двотаврового профілю по один бік від проміжного поясу можуть мати більшу товщину і/або більшу ширину, ніж плечі поясу по його інший бік. У щитовому перекритті з більш ніж двома подовжніми перекладинами можуть використовуватися як дзеркально симетричні профільовані балки, так і проміжні балки з поперечним перерізом, асиметричним відносно проміжного поясу, для досягнення оптимального співвідношення міцності на вигин до ваги шляхом вибору різних поперечних перерізів профілю. З цією метою в кожному випадку більш міцні ділянки профільованих балок повинні бути розташовані в тих зонах, де необхідно поглинати великі навантаження. Найбільш переважно плечі нижнього поясу мають зазори в зоні приймальних пристроїв для головок гідравлічних циліндрів. Залежно від розмірів приймальних пристроїв і розмірів плечей поясів нижнього поясу профілю зазори можуть проходити до проміжного поясу, або зазори зменшують ширину відповідного плеча поясу лише до вузької смуги плеча, що залишається в проміжному поясі і, однак, виступає. Зменшення міцності на вигин, викликане зазорами в нижньому поясі профілю, може бути компенсоване, серед іншого, за допомогою приварювання приймальних пристроїв до плечей поясу верхніх поясів профілю над вказаними зазорами. Відповідно до альтернативного втілення нижній пояс профілю може проходити тільки по один бік від проміжного профілю плечем нижнього поясу, товщина якого більша, ніж товщина проміжного поясу і товщина поясів профілю верхнього поясу профілю. Завдяки значному збільшенню товщини плеча нижнього поясу, виконаного лише по один бік, у встановленому стані переважно розташованого таким чином, щоб у випадку двох з'єднувальних балок двотаврового перерізу, нижній пояс профілю в кожному випадку простягався назовні відносно проміжних поясів, які розташовані поруч, може бути забезпечений поперечний переріз профілю, для якого не потрібно будь-якої вторинної обробки, наприклад, виконання зазорів, для одержання приймальних пристроїв під головки циліндрів. Товщина однобічного плеча нижнього поясу, переважно, рівно вдвічі або більше перевищує подвоєну товщину проміжного поясу або верхнього поясу профілю. Відповідно до ще одного альтернативного втілення дві балки двотаврового профілю можуть бути об'єднані в подовжню підтримуючу перекладину П-подібного профілю за допомогою того, що верхні пояси профілю двох профільованих балок приварюються одна до одної, або два проміжні пояси, віддалені один від одного на певну відстань, обладнані як одне ціле на верхньому поясі профілю. Подовжні перекладини або подовжні несучі перекладини, отже, складаються як одне ціле з двох балок двотаврового профілю, в П-подібному профілі товщина верхнього поясу, обох проміжних поясів і всіх плечей поясів нижніх поясів, переважно, є сталою і, отже, ідентичною на всій протяжності. Для щитового перекриття в цьому випадку найбільш переважні дві подовжні несучі перекладини з П-подібним профілем. Для того, щоб щитове перекриття могло витримувати змінювані навантаження, найбільш переважні пояси верхнього профілю всіх профільованих балок, приварені до нижнього боку пластини перекриття за допомогою подовжніх зварних швів. Якщо поперечний переріз поясу верхнього профілю рівномірний по всій довжині, подовжні зварні шви можуть бути виконані відносно просто як за допомогою автоматів, так і вручну, з високою швидкістю. Як вже сказано вище, кількість балок двотаврового профілю, що використовуються в опорній конструкції, може змінюватися. У випадку декількох щитових кріплень достатньо використовувати дві балки двотаврового профілю розміру, що забезпечує належну міцність. У найбільш переважному втіленні як опорна конструкція використовуються чотири подовжні перекладини, що складаються з балок двотаврового профілю, в цьому випадку найбільш переважно, якщо дві внутрішні балки двотаврового профілю, з одного боку, і дві зовнішні профільовані балки, з іншого боку, в кожному випадку мають таке розташування або конструкцію, щоб бути дзеркально симетричними відносно подовжньої центральної осі щитового перекриття, так, що за допомогою щитового перекриття однакові напруження можуть бути поглинені або підтримані рівномірно з обох боків від подовжньої центральної осі. Приймальний пристрій для головок гідравлічних циліндрів може містити, зокрема, литий підтримуючий жолоб, приварений до повернутих один до одного плечей поясів суміжних профільованих балок. Відповідні підтримуючі жолоби можуть бути попередньо виготовлені з високою розмірною точністю і можуть бути закріплені всередині опорної конструкції при більш низьких витратах. З тих же причин, переважно, більш того, якщо поворотні шарніри, що складаються з литих частин, приварені до заднього кінця щитового перекриття, в цьому випадку поворотні шарніри, переважно, мають частину основи, приварену між верхнім і нижнім поясами профілю сусідніх профільованих балок. Частини основи поворотних шарнірів можуть додавати додаткової жорсткості верхньому і нижньому поясам профілю на задньому кінці щитового перекриття. 2 UA 98400 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Якщо балки двотаврового профілю використовуються як подовжні перекладини всередині опорної конструкції, найбільш переважно, якщо вони мають, при вигляді по довжині, проміжний пояс, який на задній ділянці щитового перекриття має зону сталої висоти, за якою йде зона, в якій висота проміжного поясу зменшується з великим градієнтом, і після цього має зону, в якій висота проміжного поясу знижується з меншим градієнтом. Цього можна досягти, наприклад, за допомогою похилого переходу нижнього поясу профілю у верхній пояс профілю під кутом від 26° в одній зоні і від 10-12° в іншій зоні. Підтримуючий жолоб і поворотні шарніри, переважно, встановлені або приварені в тій зоні профільованих балок, де проміжний пояс має зону сталої висоти. Ця зона проміжного поясу, переважно, приблизно в два рази довша, ніж дві інші зони із змінною висотою в кожному випадку, кожна профільована балка простягається на максимальну відстань між поясами профілю по всій задній ділянці щитового перекриття, на цій ділянці розташовані з'єднувальні частини опорних пристроїв, таких як, зокрема, підтримуючі жолоби і поворотні шарніри, в яких виникають найбільші навантаження. Глибина щитового перекриття і, відповідно, відстань між верхнім і нижнім поясами профілю подібним чином зменшується зі зменшенням навантаження, в результаті чого одночасно досягається зниження ваги або оптимізація ваги. Кожна профільована балка зі змінним розміром висоти між верхнім і нижнім поясами профілю може бути виготовлена або складатися з литого основного профілю. Особливо переважно, однак, якщо основні профілі виготовляються з витягнутого або, ще більш переважно, прокатаного основного профілю зі сталою відстанню між верхнім і нижнім поясами профілю, отже, з основного профілю, який закуповується кубами, і в якому проміжний пояс частково відділений на нижній ділянці, ділянка проміжного поясу відділена і нижній пояс профілю притиснутий або накочений на розділювальну кромку, утворену в ході відділення, і приварюється до неї знову. Такі спеціально адаптовані балки двотаврового профілю з профілем поперечного перерізу, що змінюється по довжині і адаптований до навантажень, можуть бути зроблені відносно економічно, незважаючи на форму профілю, що змінюється по довжині, і можуть, в той же час, бути оптимально адаптовані до очікуваних навантажень. Для додаткового надання жорсткості опорні пластини можуть бути приварені між плечами поясів верхнього і нижнього поясів профілю. Відповідні опорні пластини можуть бути приварені, зокрема, до зовнішніх боків двотаврових балок, що формують зовнішні подовжні перекладини, так, що закриваючі пластини або тому подібне можуть бути приварені зовні, в результаті чого щитове перекриття приймає форму по суті закритої порожнини, в якій розташована опорна конструкція. Найбільш переважно використання щонайменше однієї нижньої пластини з подовжніми пазами для виконання з'єднувальних зварних швів, яка приварена до нижнього боку нижнього поясу профілю, в цьому випадку для додаткового зниження вартості виготовлення множини нижніх пластин може бути приварена, переважно, розподіленим по довжині чином. При використанні однієї нижньої пластини на зону виробництво є найбільш простим. Додаткові переваги і втілення щитового перекриття відповідно до винаходу зрозумілі з наступного опису переважних втілень, продемонстрованих на кресленнях, збирання щитового перекриття і різних форм профілів двотаврових балок, які можуть використовуватися в опорній конструкції. На кресленнях показане наступне: фіг. 1 зображує щитове перекриття відповідно до винаходу у вигляді в перспективі знизу; фіг. 2 зображує щитове перекриття з фіг. 1 в покомпонентному вигляді в перспективі зверху; фіг. 3 зображує подовжній розріз щитового перекриття відповідно до фіг. 1; фіг. 4 зображує вертикальний розріз щитового перекриття з фіг. 1 на ділянці підтримуючих жолобів; фіг. 5 зображує поперечний переріз профілю двотаврових балок в щитовому перекритті відповідно до фіг. 1; фіг. 6 схематично зображує виготовлення двотаврової балки для щитового перекриття відповідно до фіг. 1 і 2; фіг. 7 схематично зображує розріз, подібний до фіг. 4, щитового перекриття відповідно до другого ілюстративного втілення; фіг. 8 зображує поперечний переріз профілю внутрішніх двотаврових балок, що використовуються в ілюстративному втіленні відповідно до фіг. 7; фіг. 9 зображує третє ілюстративне втілення поперечного перерізу профілю, який може, переважно, використовуватися в щитових перекриттях, профільованої балки; фіг. 10 зображує четверте ілюстративне втілення поперечного перерізу профілю двотаврової балки; фіг. 11 зображує п'яте ілюстративне втілення поперечного перерізу профілю двотаврової балки, яка може бути використана в щитовому перекритті відповідно до винаходу; 3 UA 98400 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 фіг. 12 зображує шосте ілюстративне втілення поперечного перерізу профілю двотаврової балки; фіг. 13 зображує схематично розріз, подібний до фіг. 4, щитового перекриття . з профільованими балками відповідно до фіг. 12; фіг. 14 зображує схематично щитове перекриття у вертикальному розрізі на ділянці підтримуючих жолобів з П-подібним профілем як подовжні несучі перекладини. Фіг. 1 схематично в спрощеній формі зображує щитове перекриття 1 відповідно до винаходу для використання в каркасі щитових кріплень будь-якої бажаної конструкції з підлоговими підхоплювачами, гідравлічними штангами, ударним щитом і зв'язувальним механізмом, так, що щитове перекриття 1 може бути притиснуте відомим чином до нависаючого даху поверхні шахти підземної вугільної розробки або до верхньої породи підземної порожнини за допомогою гідравлічних циліндрів. Як також показано, зокрема, на фіг. 2, щитове перекриття 1 має верхню пластину 2 перекриття, що складається в цьому випадку з суцільної безперервної міцної пластини, під якою приварена опорна конструкція 3, яка складається в цьому випадку з чотирьох балок 10 двотаврового профілю, що розташовані одна за одною і простягаються по всій довжині щитового перекриття 1. Профільовані балки двотаврового поперечного перерізу, що простягаються по довжині щитового перекриття 1, формують несучі елементи щитового перекриття 1, на які доводяться, по суті, всі навантаження і, які надають щитовому перекриттю 1 особливо високої міцності на вигин і крутіння завдяки формі свого профілю. Фіг. 3 зображує вигляд збоку однієї з балок 10 двотаврового профілю в подовжньому розрізі щитового перекриття 1, і фіг. 5 зображує поперечний переріз основного профілю цих балок 10 двотаврового профілю. На фіг. 5 чітко видно, що в ілюстративному втіленні щитового перекриття 1 кожна балка 10 двотаврового профілю має нижній пояс 11 профілю, верхній пояс 12 профілю, паралельний йому на певній відстані, і проміжний пояс 13, що проходить перпендикулярно двом поясам 11, 12 профілю. Нижній пояс 11 профілю має з кожним з двох боків проміжного профілю 13 коротке плече 11А, 11В, перпендикулярне останньому, і верхній пояс 12 профілю таким же чином має з кожним з двох боків плече 12А, 12В верхнього профілю. Балка 10 двотаврового профілю має по суті сталу товщину D1 як у проміжного поясу 13, так і обох поясів 11, 12 профілю, і плечей 11А, 11В, 12А, 12В поясів в кожному випадку виступають з обох боків за проміжний пояс 13 на однакову ширину L1. Балка 10 двотаврового профілю, таким чином, має конструкцію, симетричну. відносно подовжньої площини, що проходить через проміжний пояс 13. На фіг. 2 і 3 показано, що відстань А нижнього поясу 11 профілю від верхнього поясу 12 профілю змінюється по довжині балки двотаврового профілю, при цьому на задній ділянці щитового перекриття 1 практично на половину довжини щитового перекриття існує зона 14А, в якій відстань А є сталою, і проміжний пояс 13 має максимальну висоту. За зоною 14А йде зона 14В, в якій висота А проміжного поясу 13 зменшується порівняно швидко, оскільки нижній пояс 11 профілю проходить під кутом приблизно 11° до верхнього поясу 12 профілю, за нею йде третя зона 14С, де відстань зменшується з меншим ступенем, і нижній пояс 11 профілю проходить під кутом 4° до верхнього поясу 12 профілю. Зона 14С закінчується вільно виступаючим переднім кінцем 15 перекриття, до якого приварюється горизонтальний круглий елемент 16 як передній закриваючий елемент для порожнини, в якій розташовується опорна конструкція 3. В результаті зменшення відстані А між двома поясами 11, 12 профілю, незважаючи на зниження міцності на вигин балок 10 двотаврового профілю від заднього кінця до вільного кінця 15 перекриття, проте, оскільки згинальні напруження менші на передній ділянці, ніж на ділянці приймальних пристроїв 4 для головок циліндрів, ця конструкція не тільки економить цінний метал, зокрема сталь, але і в той же час допомагає уникнути непотрібного збільшення ваги. Міцність на вигин балок 10 двотаврового профілю, що використовуються відповідно до винаходу, в той же час істотно вища, ніж міцність на вигин опорної конструкції, яка складається лише з коробчастих профілів або плоских листів, зварених один з одним в коробчасту конструкцію. Більш того, балки двотаврового профілю відповідно до винаходу забезпечують можливість відносно простого способу кріплення всіх функціональних елементів, необхідних для роботи щитового перекриття 1 в щитовому крепі, таких як приймальний пристрій 4 для головок циліндрів гідравлічних штанг і поворотні шарніри 20 для поворотного з'єднання з ударним щитом на щитовому перекритті 1. Приймальні пристрої 4 містять підтримуючі жолоби 5, що, переважно, складаються з литих частин і мають блоковий основний корпус, який закінчується плоскою закриваючою пластиною 6, за допомогою якої підтримуючий жолоб 5 приварюється до нижніх поверхонь повернутих один до одного плечей 12В найбільш зовнішньої балки 10 і 12А двотаврового профілю внутрішньої балки 10 двотаврового профілю, суміжної з нею. Як 4 UA 98400 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 показано на фіг. 4, підтримуючий жолоб 5 має на задньому боці закриваючої пластини подовжню смугу 7, призначену для заповнення простору між двома плечами 12А, 12В поясу як в ширину, так і в глибину. Штаба 7 може спиратися врівень на нижній бік пластини 2 перекриття таким же чином, як плечі 12А, 12В поясу, і плечі 12А, 12В поясу приварені, переважно безперервно, на своїх зовнішніх гранях до нижнього боку пластини 2 перекриття. Як показано на фіг. 2 і 4, для приварювання штаби 7 підтримуючих жолобів 5 до пластини 2 перекриття остання має для кожного підтримуючого жолоба паз 8, через який можна виконати зварний шов. Для додаткового утримування підтримуючих жолобів 5 донна пластина 6 може бути приварена на своїх відкритих гранях до плечей поясу верхнього поясу 12 профілю. Для одночасного забезпечення доступу головкам гідравлічних циліндрів до підтримуючої порожнини 9 в підтримуючих жолобах 5 нижні пояси 11 профілю розташовані нижче ділянок плечей 12А, 12В пояса, до яких приварюються підтримуючі жолоби 5, з одного боку, тобто, на повернутих один до одного плечах поясу, при цьому зазори, які зменшують нижній пояс профілю на цій ділянці, зокрема, до плеча 11В поясу, проходять убік з одного боку на одній балці ПА двотаврового профілю або на іншій. Фіг. 6 зображує як приклад виготовлення балки двотаврового профілю відповідно до винаходу з прокатаного основаного профілю 10'. У основному профілі два пояси 11, 12 профілю проходять по всій довжині балки 10 двотаврового профілю по прямій лінії з рівномірною максимальною відстанню А. За умови однакової відстані верхнього поясу 12 профілю до нижнього поясу 11 профілю проміжний пояс 13 також має висоту, сталу по всій довжині основного профілю 10'. Для того, щоб після цього виготовити профільовану балку 10 відповідно до винаходу з цього прокатаного або витягнутого основного профілю 10' клиноподібна ділянка 13А відділяється від передньої ділянки основного профілю 10', що показана на фіг. 6, таким чином, щоб розділювальна кромка 18, яка утворюється на проміжному поясі 13 шляхом відділення, мала першу зону 18В, яка проходить під кутом приблизно 11° до верхнього поясу 12 профілю, і мала другу зону 18С, яка проходить під кутом приблизно 4° до верхнього поясу профілю 12. Нижній пояс 11 профілю після цього напресовується або накочується на цю розділювальну кромку 17 і приварюється до неї за допомогою зварного шва, не показано. Незважаючи на те, що балка двотаврового профілю, таким чином, піддається зниженню міцності на вигин, проте, оскільки зниження міцності на вигин виникає в тій зоні, яка в будьякому випадку піддається невеликим навантаженням, це не чинить негативного впливу. Фіг. 6 також зображує виріз 29 в одному плечі 11A поясу нижнього поясу 11 профілю для доступу до підтримуючих жолобів, закріплених на балках двотаврового профілю, встановлених в щитовому перекритті. Як показано на фіг. 1-4, нижні пластини 17А, 17В, 17С можуть бути приварені відносно простим способом до нижніх боків нижніх поясів 11 профілів для того, щоб запобігти можливому проникненню фрагментів породи або великих кількостей подрібненого вугільного пилу в порожнину між пластиною 2 перекриття і нижньою пластиною 17А, 17В, 17С. Приварювання нижніх пластин 17А, 17В, 17С, переважно, здійснюється за допомогою численних подовжніх пазів 30, які розташовані так, щоб у встановленому положенні вони проходили безпосередньо під нижнім поясом 11 профілю. Закриваючі пластини 19 приварені до зовнішніх боків зовнішніх балок 10 двотаврового профілю. Для додаткового надання жорсткості щитовому перекриттю до двох зовнішніх балок 10 двотаврового профілю можуть бути приварені, в кожному випадку між їх зовнішніми плечами поясів, опорні пластини 25, які проходять перпендикулярно між нижнім поясом 11 профілю і верхнім поясом 12 профілю і простягаються по всій висоті проміжного поясу 13. Закриваючі пластини 26 ідентичного розміру і габаритів можуть також бути приварені подібним чином на задньому кінці щитового перекриття 1, в цьому випадку закриваючі пластини 26 і опорні пластини 25 можуть одночасно формувати кріпильні смуги для бічних пластин 19. До приварювання нижніх пластин 17А, 17В, 17С і приварювання бічних пластин 19 поворотні шарніри 20 також приварюються в кожному випадку між двома балками 10 двотаврового профілю, при цьому поворотні шарніри, переважно, складаються з відлитих деталей і мають Uподібну ділянку 21 з двома свердловинами 22 для підтримання болта для ударного щита, а також частини основи 23, що має по суті прямокутний поперечний переріз і такі розміри, щоб ця частина основи 23 могла бути приварена між нижнім поясом 11 профілю і верхнім поясом 12 профілю, і в той же час між двома проміжними поясами 13 профільованих балок 10, що лежать поруч один з одним. З цією метою проміжні профілі 13 можуть бути обладнані на задньому кінці додатковими пазами 24 для виконання з'єднувальних зварних швів для частин основи 23, як можна бачити на фіг. 2. Фіг. 7 і 8 зображують друге ілюстративне втілення зборки альтернативного щитового перекриття 51 відповідно до винаходу. Щитове перекриття 51 також має пластину 52 5 UA 98400 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 перекриття, нижні пластини 67 і опорну конструкцію 53 щитового перекриття 51 між пластиною 52 перекриття і нижньою пластиною 67, яка має як несучі елементи чотири подовжні перекладини, дві внутрішні з яких виконані з балок 60 двотаврового профілю з першою спеціальною формою профілю, і дві зовнішні виконані з профільованих балок 90 з другою спеціальною формою профілю. У кожному випадку внутрішні балки 60 двотаврового профілю і дві зовнішні балки 90 двотаврового профілю мають нижній пояс 61 і 91 профілю, а також верхній пояс 62 і 92 профілю, і проміжний пояс 63 і 93 профілю, що з'єднує перші два. Як і в попередньому ілюстративному втіленні, відстань від нижнього поясу 61, 91 профілю до верхнього поясу 62, 92 профілю змінюється по довжині профільованих балок 60 або 90. У ілюстративному втіленні на фіг. 7 використовуються внутрішні балки 60 двотаврового профілю, поперечний переріз профілю яких показаний детально на фіг. 8. Верхній пояс 62 профілю балки 60 двотаврового профілю тут має ліве плече 62А поясу з шириною L1, яка істотно коротша, ніж ширина L2 правого плеча 62В поясу. Нижній пояс 61 профілю має ліве нижнє плече 61А поясу шириною L1 і праве нижнє плече 61В поясу шириною L2. Всі пояси 61, 62 профілю, а також проміжні пояси 63 мають по суті однакову товщину, але відношення ширини L2:L1 становить від 1,5:1 до 3:1. Як показано на фіг. 7, лише на ділянці підтримуючих жолобів 55 може бути забезпечене більш довге плече 61В нижнього поясу балки 60 двотаврового профілю із зазором, який звужує це плече 61В поясу до вузької смуги 66 плеча, лише на ділянці під підтримуючими жолобами 55, так, що головки циліндрів гідравлічних штанг можуть бути закріплені в підтримуючі жолоби 55, при цьому гідравлічні штанги можуть вільно повертатися. Форма профілю балок 60 двотаврового профілю забезпечує, зокрема, у випадку щитових перекриттів, що мають особливо широку конструкцію, велику поверхневу підтримку пластини 52 перекриття. Як показано на фіг. 7, для додаткового зниження ваги зовнішні балки 90 двотаврового профілю забезпечені тут в кожному випадку зовнішніми плечами 91A, 92А поясу, товщина яких дорівнює лише половиш товщини кожного з внутрішніх плечей 92В і 91В поясів. Фіг. 9 зображує профільовану балку 10 з третім можливим поперечним перерізом профілю. Верхній пояс 112 профілю, проміжний пояс 113 профілю і нижній пояс 111 профілю знову мають по суті однакову товщину. Плечі 111A поясу, що виступають убік з обох боків, що мають одну ширину L1, простягаються за проміжний пояс 113 на меншу відстань, ніж плечі 112А поясу верхнього поясу 112 профілю. Відношення ширини L2 до L1 може становити від 1,5:1 до приблизно 3:1. Фіг. 10 зображує додаткове альтернативне ілюстративне втілення балки 210 двотаврового профілю з нижнім поясом 211 профілю, верхнім поясом 212 профілю і проміжним поясом 213. У кожному випадку одне з плечей 211А, 212А поясів має товщину D1, яка, переважно, відповідає товщині проміжного поясу 213, в той час як інше плече 211В, 212В поясів має товщину D2, що відповідає тут подвійній товщині D1. Відношення товщини може становити від 1,5:1 до 3:1. На фіг. 11 зображена балка 310 двотаврового профілю зі ще однією переважною формою поперечного перерізу. У балці 310 двотаврового профілю верхній пояс 312 профілю і, переважно, також проміжний пояс 313 мають однакову товщину D1, в той час як лише нижній пояс 311 профілю має значно більшу товщину D2, яка, подібно до попереднього ілюстративного втілення, в 1,5 або 3 рази більша товщини D1. Плечі поясів, виконані з обох боків від проміжного поясу 313, ідентичні, і балка 310 двотаврового профілю симетрична відносно площини симетрії, що розділяє проміжний пояс 313. Фіг. 13 зображує додаткове ілюстративне втілення щитового перекриття 401, яке також має пластину 402 перекриття і одну або декілька нижніх пластин 417, жорсткість якого підвищена за допомогою опорної конструкції, що складається, в основному, з чотирьох профільованих балок 410, 410' у вигляді подовжніх перекладин з додатковою спеціальною формою профілю, детально показаною на фіг. 12. Оскільки фіг. 12 зображує профільовані балки 410 і фіг. 13 також зображує профільовані балки 410', всі профільовані балки мають верхній пояс 412 профілю, що простягається з обох боків від проміжного поясу 413 і має коротке плече 412А поясу і довге плече 412В поясу. Нижній пояс 411 профілю простягається лише з одного боку від проміжного поясу 413 плечем 411A поясу, довжина якого тут точно дорівнює довжині плеча 412А, що простягається з того ж боку. Як описано відносно попередніх ілюстративних втілень, відстань від нижнього поясу 411 профілю до верхнього поясу 412 профілю змінюється по довжині профільованої балки 410. Плече 411A поясу, виконане лише з одного боку, на нижньому поясі 411 профілю, має товщину, яка тут приблизно в три рази більша товщини плечей 412А, 412В поясу верхнього поясу 412 профілю і проміжного поясу 413. Велика товщина профілю компенсує недолік цієї форми профілю з однобічним плечем поясу з точки зору міцності в порівнянні з тим, коли плечі виконані з обох боків. 6 UA 98400 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Як показано на фіг. 13, профільовані балки 410, 410' мають практично однакову будову, єдина відмінність полягає в тому, що в профільованій балці 410 широке плече 411A нижнього поясу виступає праворуч, а в профільованій балці 410' воно виступає ліворуч. Профільовані балки 410, 410' розташовані так, щоб в кожному випадку ширина підтримуючого жолоба 405 визначала відстань між двома проміжними поясами 413 профільованих балок 410, 410', товсті плечі 411A поясів розташовані так, щоб вони дивилися назовні відносно простору, в якому розташовані і приварені підтримуючі жолоби 405. Таким чином, відсутня необхідність в формуванні зазорів або тому подібне. Фіг. 14 зображує ще одне ілюстративне втілення щитового перекриття 501. Опорна конструкція 503 між пластиною 502 перекриття і нижньою пластиною 517 складається тут усього лише з двох профільованих балок 510, що формують подовжні несучі перекладини і мають спеціальну форму профілю, по суті, що являє собою П-подібний профіль. Від верхнього поясу 512 профілю, що проходить по всій ширині профільованої балки 510, вниз простягаються два проміжних пояси 513, виконані з ним як одне ціле, при цьому відстань між ними відповідає ширині підтримуючих жолобів 505 для головок гідравлічних циліндрів. Плечі 512А і 512В виступають у верхньому поясі 512 профілю, і плечі 511A і 511y виступають в нижньому поясі профілю в кожному випадку назовні за проміжний пояс 513. Плечі 511А, 511В поясів формують пояс нижнього профілю, до якого може бути приварена нижня пластина або нижні пластини 517, відповідно до винаходу відстань між плечами 511А, 511В нижніх поясів і плечами 512А, 512В верхніх поясів зменшується по довжині профільованих балок 510. Тут в проміжку між проміжними поясами 513. кожної профільованої балки П-подібного профілю не розміщено нижнього поясу профілю і плечей нижнього поясу. Профільована балка 510 має рівномірну товщину профілю на всіх ділянках. Різні модифікації в об'ємі прикладеної формули винаходу можуть бути виконані фахівцем в даній галузі техніки з попереднього опису. Замість двотаврових профілів з проміжним профілем з одного елемента також два U-подібні профілі можуть бути об'єднані в один двотавровий профіль, коли два проміжних плеча U-подібних профілів приварюються один до одного. У ще одному ілюстративному втіленні може бути використано більше ніж чотири двотаврові профілі. Верхні та, якщо необхідно, також нижні пояси двотаврових балок можуть в кожному випадку бути приварені один до одного на своїх зовнішніх гранях, в результаті чого верхні пояси профілю, приварені один до одного, можуть також формувати пластину перекладу або можуть підтримувати останню на всій її площі. Плечі нижнього поясу також можуть потім або в Пподібному профілі також бути з'єднані один з одним. Ілюстративні втілення показують лише переважні втілення поперечних перерізів профілю. Балки двотаврового профілю можуть також мати ділянку сталої висоти від верхнього до нижнього поясів профілю, за чим йдуть більше ніж дві ділянки, що проходять під різним кутом, або одна ділянка з поясами профілю, що похило простягаються один відносно одного. Похилий прохід може мати постійний кут нахилу або може бути злегка увігнутий. Кривизна і/або множина кутів може надавати додаткової жорсткості балці двотаврового профілю. Похила/увігнута ділянка переважно простягається, в свою чергу, до переднього кінця профільованої балки. У щитовому перекритті показані балки двотаврового профілю можуть також бути об'єднані одна з одною і встановлені у вигляді опорної конструкції залежно від передбачуваного використання. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 1. Щитове перекриття для щитового кріплення для підземної розробки, яке містить пластину (2; 52) перекриття, приймальні пристрої (4) для з'єднання головок гідравлічних циліндрів з щитовим перекриттям і опорну конструкцію (3; 53), яка приварена під пластиною (2; 52) перекриття і має множину подовжніх перекладин, в якій щонайменше дві з подовжніх перекладин складаються з балок двотаврового профілю (10; 60; 90; 110; 210; 310; 410) з верхнім поясом (12; 62; 92; 112; 212; 312; 412) профілю, нижнім поясом (11; 61; 111; 211; 311; 411) профілю і проміжним поясом (13; 63; 113; 213; 313; 413) профілю, який проходить перпендикулярно до двох вказаних поясів профілю, при цьому відстань (А) між верхнім і нижнім поясами профілю зменшується на щонайменше ділянці довжини балки двотаврового профілю. 2. Перекриття за п. 1, яке відрізняється тим, що верхній пояс (12; 62; 112; 212; 312) профілю і нижній пояс (11; 61; 91; 111; 211; 311) профілю проходять з обох боків від проміжного пояса (13; 63; 93; 113; 213; 313) в кожному випадку плечем пояса (11А, 12А, 11В, 12В). 3. Перекриття за п. 1 або 2, в якому верхній і нижній пояси (11, 12) профілю мають однакові ширину і товщину. 7 UA 98400 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 4. Перекриття за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що верхній і нижній пояси (61, 62; 91, 92; 111, 112; 211, 212; 311, 312) профілю мають різну ширину і/або різну товщину. 5. Перекриття за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що балка (10; 110, 310) двотаврового профілю має дзеркально симетричну конструкцію відносно подовжньої центральної площини проміжного пояса (13; 113; 313). 6. Перекриття за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що плечі (62В, 92А; 221В) пояса по один бік проміжного пояса (63; 93; 213) мають більшу товщину і/або більшу ширину, ніж плечі (62А, 92В; 221А) пояса по інший бік. 7. Перекриття за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що плечі (11А; 91В, 61В) нижнього пояса забезпечені частково зазорами (29) на ділянці приймальних пристроїв (4) для головок гідравлічних циліндрів. 8. Перекриття за п. 7, яке відрізняється тим, що зазори (29) проходять до проміжного пояса (13). 9. Перекриття за п. 7, яке відрізняється тим, що зазори зменшують ширину плеча нижнього пояса (61, 91) профілю до смуги (66, 96) плеча. 10. Перекриття за п. 1, яке відрізняється тим, що пояс (411) нижнього профілю проходить тільки лише по один бік від проміжного пояса (413) плечем (411А) нижнього пояса, товщина якого перевищує товщину проміжного пояса (413) і товщину поясів (412А, 412В) верхнього пояса (412) профілю. 11. Перекриття за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що дві профільовані балки об'єднані в подовжню несучу перекладину (510) профілю П, і верхні пояси профілю двох профільованих балок приварені один до одного, або два проміжних пояси (513), віддалені один від одного на певну відстань, виконані як одне ціле з верхнім поясом (512) профілю. 12. Перекриття за п. 1, яке відрізняється тим, що пояси верхнього профілю всіх профільованих балок приварені до нижнього боку пластини перекриття за допомогою подовжніх зварних швів. 13. Перекриття за будь-яким з пп. 1, 2, 12, яке відрізняється тим, що містить чотири подовжні перекладини, що складаються з балок (10; 60; 90) двотаврового профілю. 14. Перекриття за п. 1, яке відрізняється тим, що приймальний пристрій (4) містить литий підтримуючий жолоб (5), приварений до повернутих один до одного плечей (12А, 12В) поясів суміжних профільованих балок (10), і, переважно, підтримуючий жолоб (5) має на задньому боці закриваючу пластину (6) з подовжньою смугою (7), що призначена для заповнення проміжку між двома плечима (12, 12В) пояса. 15. Перекриття за п. 1, яке відрізняється тим, що містить поворотні шарніри (20), що складаються з литих частин, приварених до заднього кінця щитового перекриття, і які мають основну частину (23), приварену між верхнім і нижнім поясами (11; 12) профілю сусідніх профільованих балок (10). 16. Перекриття за п. 1, яке відрізняється тим, що проміжний пояс (13) профільованої балки (10) має зону (14А) сталої висоти, зону (14В) з більшим градієнтом і зону (14С) з меншим градієнтом. 17. Перекриття за п. 16, яке відрізняється тим, що зона (14А) сталої висоти проміжного пояса приблизно в два рази довша двох зон (14В, 14С) змінюваної висоти в кожному випадку. 18. Перекриття за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що профільовані балки виготовлені з відлитих, протягнутих або прокатаних основних профілів (10′) зі сталою відстанню між верхнім і нижнім поясами профілю, при цьому проміжний пояс (13) частково відділений на нижній ділянці, ділянка (13А) відділена і нижній пояс профілю притиснутий або накочений на розділювальну кромку (18) і приварений до неї. 19. Перекриття за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що опорні пластини (25, 26) приварені між плечима пояса верхнього і нижнього поясів профілю. 20. Перекриття за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що щонайменше одна нижня пластина (17А), забезпечена подовжніми пазами (30) для виконання з'єднувальних зварних швів, приварена до нижнього боку нижнього пояса (11) профілю, переважно приварена множина нижніх пластин (17А, 17В, 17С), розподілених по довжині. 8 UA 98400 C2 9 UA 98400 C2 10 UA 98400 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюShield cap for a shield-type mine support
Автори англійськоюOnsori, Siamak, Hengstler, Stefan, Hahn, Detlef, Mundry, Sebastian, M., Lettau, Detlev
Назва патенту російськоюЩитовое перекрытие для щитовой рудничной крепи
Автори російськоюОнсори Сиамак, Хенгстлер Штефан, Хан Детлеф, Мундри Себастьян М., Леттау Детлев
МПК / Мітки
МПК: E21D 23/06
Мітки: рудникового, щитового, перекриття, щитове, кріплення
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/13-98400-shhitove-perekrittya-dlya-shhitovogo-rudnikovogo-kriplennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Щитове перекриття для щитового рудникового кріплення</a>
Попередній патент: Спосіб обробки сільськогосподарських культур
Наступний патент: Кулачково-планетарний механізм
Випадковий патент: Пристрій для регенерації відпрацьованого травильного розчину та промивних вод