Комбінована міжрамна огорожа гірничих виробок

Винахід належить до гірничої галузі і його слід використовувати для кріплення гірничих виробок. Відомі ґратчасті затяжки із сталевих поперечних і поздовжніх стержнів, які жорстко зв'язані поміж собою точковим зварюванням. Їх поздовжні стержні виконано з зачепами, які поєднують з суміжними затяжками, або опирають на фланці жолобчатого профілю кріплення [Литвинский Г.Г., Гайко Г.И., Кулдыркаев В.И. Стальные рамные крепи горных выработок. - Київ: Техніка, 1999, с.142-145]. Недоліком конструкції є нераціональне використання несучої спроможності матеріалу (сталевих прутів) в разі створення малих ячееє грат, які запобігають просипанню породи в виробку. Велика кількість пунктів точкового зварювання значно ускладнює процес виготовлення затяжки і суттєво підвищує її цін у. Складність поєднання зачепів та недостатній опір їх розгинанню може приводити до аварійних вивалів порід в виробку. Крім того, рівномірний розподіл сталевих прутів по контур у виробки, зумовлений конструкцією затяжок, не відповідає нерівномірному навантаженню кріплення з боку гірських порід, що може викликати руйнування затяжок на ділянках концентрації напружень, або приводити до завищеного запасу міцності на інших частинах периметру кріплення. Відома міжрамна огорожа, що містить поєднані поміж собою мати із сталевого дроту, які оперто на рами кріплення [Каретников В.Н., Клейменов В.Б., Нуждихин А.Н. Крепление капитальных и подготовительных горных выработок. Справочник. - М: Недра, 1989, с.90-91]. Недоліками цієї огорожі є недостатня несуча спроможність та небезпечне провисання сітчастих матів в виробку під навантаженням, що потребує складного попереднього натяжіння поздовжніх матів при монтажі огорожі. Розподіл матеріалу в конструкції також не відповідає нерівномірному навантаженню огорожі під дією гірського тиску. Найбільш близьким за технічною суттю та досягаємим ефектом є сітчаста затяжка для кріплення гірничих виробок, яка містить мати із сталевого дроту та раму із жорстко зв'язаних поперечних і поздовжніх стержнів, що виконано з пружинистого матеріалу [А.с. СССР №611018, кл. Ε21Д11/32, 1978]. Головним недоліком прототипу є значне підвищення матеріаломісткості огорожі та нераціональне використання несучої спроможності стержнів рами, які не в змозі без взаємодії з рамами кріплення забезпечити суттєве підсилення конструкції огорожі. Крім того, в конструкції збережено принцип рівномірного розподілу стержнів по контуру виробки, що зумовлено жорстким поєднанням стержнів рами і неможливістю зміни їх розташування. В основу винаходу покладено завдання створити таку комбіновану міжрамну огорожу гірничих виробок, в якій новий зв'язок поздовжніх стержнів з сітчастими матами і жолобчатими профілями кріплення забезпечує можливість розміщення стержнів у відповідності з розподілом навантаження по периметру кріплення, запобігає провисанню сітчастих матів в виробку під навантаженням, спрощує створення огорожі та її надійне утримання на рамах кріплення. Ця технічна задача досягається тим, що комбінована міжрамна огорожа гірничих виробок містить мати з металевого дроту та оперті на стінки жолобчатих профілів кріплення поздовжні стержні із зачепами на кінцях, при цьому, згідно з винаходом, поздовжні стержні пропущені між ячейками мати без жорсткого поєднання з елементами огорожі, а усередині жолобчатих профілів поверх зачепів розміщено опорні вкладиші, причому щільність установки поздовжних стержнів по контуру кріплення нерівномірна, що дозволяє забезпечити можливість розміщення стержнів у відповідності з розподілом навантаження по периметру кріплення, запобігає провисанню сітчастих матів в виробку під навантаженням, спрощує створення огорожі та її надійне утримання на рамах кріплення. На фіг.1 показано фрагмент комбінованої міжрамної огорожі (вид з виробки), на фіг.2 - її поперечний переріз. Міжрамна огорожа містить поздовжні стержні 1 із загнутими кінцями, що утворюють зачепи 2, та мати 3 з металевого дроту. Поздовжні стержні 1 пропущені між ячейками мати 3 таким чином, що прогінна частина мати опиняється над стержнями. Зачепи 2 стержнів 1 розміщено усередині жолобчатих профілів кріплення 4 з можливістю опирання на їх стінки 5. В жолоб профілю 4 поверх зачепів 2 встановлено опорні вкладиші 6, верхня частина яких опиняється вище площини фланців профілю 4. Те, що поздовжні стержні 1 пропущені між ячейками мати 3 забезпечує під навантаженням опирання мати на стержні і запобігає її провисанню в виробку, а також утримує стержні в заданих місцях розташування по периметру кріплення. Крім того, поздовжні стержні 1, які ефективно працюють на розтягнення, значно підсилюють несучу спроможність огорожі, а дрібні ячейки мати 3 протидіють просипанню навіть мілких уламків порід в виробку. Завдяки тому, що поздовжні стержні 1 не мають жорсткого поєднання з іншими елементами огорожі, досягають простоти її створення безпосередньо на місті монтажу, а також забезпечують можливість змінювати щільність розміщення несучих стержнів 1 по периметру кріплення. Те, що щільність установки поздовжніх стержнів 1 по контуру кріплення нерівномірна, забезпечує створення нерівномірного запасу міцності огорожі у відповідності з розподілом гірського тиску. Завдяки тому, що усередині жолобчатих профілів 4 поверх зачепів 2 розміщено опорні вкладиші 6, запобігають можливості розгинання зачепів 2 під навантаженням, оскільки вкладиші 6 першими вступають в контакт з породним контуром 7 і надійно притискають зачепи 2 до стінок 5. Міжрамна огорожа працює наступним чином. Скручені у р улони мати 3 з металевого дроту і сталеві поздовжні стержні 1 доставляють до вибою виробки. Ширина мат повинна дорівнювати міжрамної відстані, а довжина в загальному випадку - довжині периметра рами (можливі випадки, коли цю довжину складуть кілька окремих мат, поєднаних при монтажі огорожі). Виходячи з несучої спроможності поздовжніх стержнів 1 і виявленого розподілу навантаження по периметру кріплення приймають схему розташування поздовжніх стержнів. У відповідності з нею стержні 1 пропускають між ячейками мати 3 на заданих відстанях один від одного, причому прогінну частину мати розміщають над стержнями. Створену таким чином міжрамну огорожу піднімають під покрівлю виробки (бажано використовувати маніпулятор або підйомник). Зачепи 2 заводять за стінку 5 жолобчатого профілю першої (від вибою виробки) рами, після чого заводять зачепи на суміжній рамі, розміщуючи їх між опірними вкладишами 6 і стінкою 5 профілю 4. Потім опорні вкладиші 6 (які можуть бути виконані у вигляді дерев'яних брусків конусного перерізу довжиною 30-50см) вставляють від сторони вибою у жолоб профілю 4 першої рами. Далі, у відповідності з нормативними вимогами встановлюють міжрамні стяжки (по черзі демонтовані перед монтажем огорожі), розклинюють раму, заповнюють простір між контуром виробки і огорожею забутівкою. При зміщенні гірських порід вкладиші 6 першими контактують з контуром виробки 7, вдавлюються усередину профілів 4 і затискають зачепи 2 поздовжніх стержнів 1, чим виключають можливість їх розгину під навантаженням. Під дією гірського тиску мати 3 виконують функцію збирання і передачі навантаження на несучі елементи: поздовжні стержні та рами кріплення, причому завдяки дрібним ячейкам сітки виключено просипання навіть мілких уламків порід в виробку. Поздовжні стержні 1 працюють подібно до вантових конструкцій і забезпечують щільністю свого розташування високу несучу спроможність огорожі у відповідності з розподілом навантаження та запобігають провисанню мати в виробку. Таким чином, винахід вирішує поставлену технічну задачу і забезпечує високу надійність міжрамної огорожі при скороченні витрат матеріалу та вартості виго товлення конструкції.