Арочне замкнуте сталеве кріплення

Арочне замкнуте сталеве кріплення, що містить арку із стояків і верхняків, з'єднаних хомутами з планками і гайками, та вузли компенсації ударних навантажень і руйнування породи підошви виробки, у формі клинів, жорстко закріплених по зовнішньому периметру арки, яке відрізняється 3 ко закріплений на стояках, буде зруйновано тиском породи підошви, яка видавлюється, а руйнування лежня призведе до руйнування арки. Найбільше близьким аналогом по технічній суті є "Крепь подземных выработок" [див. а.с. №1724882, Е21D11/24, опубліковано 07.04.92]. Незамкнута лежнем арка включає верхняк і стояки, з'єднані хомутами з планками і гайками, та жорстко закріплені на сегментах по зовнішньому периметру вузли, які містять клин нерухомий і клин рухомий. Нерухомий плоский клин жорстко закріплений на фланцях сегментів, а між його площинами встановлено рухомий клин, зроблений у формі стрижня. Лезо рухомого клину проходить через отвір у вершині нерухомого плоского клину, а хвостова його частина, з стовщенням на стрижні, проходе через отвір у планці, жорстко закріпленій на бокових стінках у середині профілю і через отвір у днищі сегменту, при цьому стовщення на хвостовій частині клину взаємодіє з планкою. Вузол працює таким чином - породний масив з коефіцієнтом кріпості менше чотирьох - шести, при проведенні виробки розущільнюється, переміщується, взаємодіє з лезами клинів і руйнується, що зменшує тиск на арку кріплення. При меншому тиску на арку зменшується зрушення сегментів в піддатливих вузлах і підвищується надійність кріплення. Породний масив з коефіцієнтом кріпості більше чотирьох - шести при проведенні виробки розущільнюється менше. При його переміщенні і взаємодії з лезами клинів порода не руйнується і під її тиском рухомий клин переміщується, його хвостова частина висовується через отвір у днищі сегменту у виробку. Таке положення хвостової частини рухомого клину є ознакою високого тиску на арку. Для зменшення тиску на арку необхідно зруйнувати клинами породу у покрівлі виробки. Зруйнувати породу можливо, якщо ударяти по хвостовій частині клину відбійним молотком. Руйнування породи зменшить тиск на арку і зрушення кінців сегментів в піддатливих вузлах, що забезпечить підвищення надійності кріплення. Найбільш близький аналог не можна застосувати для кріплення виробки з інтенсивним підняттям підошви тому, що арка не містить лежня, а вузли руйнування породи мають складну конструкцію і жорстко закріплені на сегментах арки. Загальними ознаками найближчого аналогу і корисної моделі, що розробляється, є вузли для руйнування породного масиву, вузли компенсації навантажень і руйнування породного масиву та верхняк і стояки з піддатливими вузлами. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення арки кріплення і вузла для руйнування підошви шляхом зміни типа арки і конструкції вузла для досягнення технічного результату підвищення надійності кріплення і стійкості виробки за рахунок зменшення навантаження на арку. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що кріплення підземної виробки, що містить арку із стояків і верхняків, з'єднаних хомутами з планками і гайками, та вузли руйнування у формі клинів, жорстко закріплених по зовнішньому периметру арки, яке відрізняється тим, що арка додатково обладнана лежнем, з'єднаним зі стояками 33095 4 хомутами з планками і гайками, а вузли компенсації ударних навантажень і руйнування підошви виробки шарнірно закріплені на лежні планкою з загнутими краями і болтами і містять клину формі пустотілого стрижня з торцями різної конфігурації і різьбою на зовнішній поверхні, на якій встановлені опорна пластина і стопорна гайка, а пружний елемент з отвором, в якому розміщено торець клину, взаємодіє з опорною пластиною і днищем лежня, а другий торець клину пропущено через центральний отвір у планці з загнутими краями. Зазначені ознаки складають суть корисної моделі тому, що є необхідними і достатніми для досягнення технічного результату - підвищення надійності кріплення і стійкості виробки з інтенсивним підняттям підошви на великій глибині розробки. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких показано: на Фіг.1 - загальний вигляд арочного замкнутого сталевого кріплення з вузлами компенсації ударних навантажень і руйнування породи підошви виробки; на Фіг.2 - переріз А-А Фіг.1; на фіг.3 - вузол компенсації ударних навантажень і руйнування породи підошви виробки. До складу кріплення виробки входить арка, яка включає верхняк 1, стояки 2, з'єднані піддатливими вузлами 3, та лежень 4 на підошві На кінцях лежня 4 закріплені з допомогою хомутів з планками і гайками 5 короткі криволінійні сегменти 6. Ці сегменти з'єднують лежень зі стояками піддатливими вузлами з планками і гайками 7 (Фіг.1). Вузли 8 (Фіг.2) компенсації ударних навантажень і руйнування породи підошви виробки шарнірно закріплені на лежні 4. До складу вузла (Фіг.3) входить планка 9 з загнутими краями 10. В загнутих краях планки зроблено отвори 11 з різьбою, в які закручують болти 12 для закріплення планки 12 на фланцях лежню 4. У середині профілю лежня встановлено клин 13, зроблений у формі пустотілого циліндру з клиновими, або іншої форми, торцями 14, 15.На зовнішній поверхні клину зроблено різьбу, на якій встановлена опорна пластина 16, та стопорна гайка 17.Пружний елемент 18 розміщено між опорною пластиною 16 та днищем сегменту 4 (Фіг.3). В пружному елементу 18 зроблено отвір 19, в якому розміщено торець 14 клину 13, а торець 15 клину 13 проходить через отвір 20, зроблений у планці 9. Робота вузла розглядається на прикладі горизонтальної виробки з інтенсивним підняттям підошви, яку проводять по породах з коефіцієнтом кріпості чотири - шість на великій глибині розробки. Під дією гірничого тиску порода руйнується крихко. Підошва по ширині виробки піднімається не рівномірно. В більшій кількості випадків максимальне підняття підошви знаходиться по середині ширини виробки. В цій частині виробки закріплюють на лежні більшу кількість вузлів 8 компенсації ударних навантажень і руйнування підошви. Процес підняття підошви виробки при крихкому руйнуванні породи протікає не рівномірно, а з раптовими підняттями. Раптове підняття породи підошви спричиняє удар по лезу 15 клину 13 При ударі порода руйнується, а клин, разом з закріпленою на його стрижні пластиною 16 і гайкою 17, піднімаєть 5 33095 ся. Пружний елемент 18 стискається між пластиною 16 і днищем лежня 4. На руйнування породи і стискання пружного елементу витрачається значна частина енергії удару. Менша частина енергії удару передається на днище лежня 4. Якщо порода при ударі не руйнується лезом 15, то енергія удару через клин 13 і пластину 16 передається на пружний елемент 18 і висота його зменшується. Лезо 14 клина при ударі проходе по отвору 19, контактує з днищем лежана 4 і деформується. У цьому випадку значна частина енергії удару витрачається на руйнування леза 15, на стискання пружного елементу 18 і деформацію клинового торця 14. Розподіл енергії між зазначеними елементами вузла залежить від жорсткості кожного із них. Таким чином енергія і сила удару, які передаються на лежень, суттєво зменшуються. Лежень при зменшеному навантаженні не руйнується, а Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 його кінці у піддатливих вузлах 7 зрушуються, якщо сила, діюча на лежень зі сторони підошви, буде більша, ніж опір цих вузлів. Зруйнована клинами 13 порода підошви виробки буде видавлюватися у виробку між суміжними рядами лежнів 4 (Фіг.3). Видавлену у виробку породу можливо навантажувати на засоби транспорту без додаткового її руйнування відбійним молотком чи за допомогою підривних робіт. Таким чином, застосування корисної моделі дозволяє руйнувати породу підошви, яка інтенсивно піднімається, забезпечує зменшення навантаження на лежень, підвищення надійності кріплення і стійкості виробки. Вузли компенсації ударних навантажень і руйнування породи підошви виробки можливо використовувати декілька разів і встановлювати їх на стандартних типах арочного кріплення. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601