Затяжка шахтна ґратчаста податлива

1. Затяжка шахтна ґратчаста, яка виконана з дротів, розташованих в двох взаємно перпендикулярних напрямах і зварених в місцях їх пересічення у вигляді ґрат з прямокутними вічками, яка відрізняється тим, що повздовжні дроти ґрат періодично зігнуті в площині затяжки у вигляді хвиль з періодом, пропорційним відстані між поперечними дротами ґрат. 2. Затяжка за п. 1, яка відрізняється тим, що повздовжні дроти ґрат виконано основними несучи 3 зовнішнього навантаження, завдяки чому забезпечується значне підвищення несучої спроможності конструкції і ефективності кріплення в цілому. Ця технічна задача досягається тим, що у затяжки шахтної ґратчастої, яка виконана з дротів, розташованих в двох взаємно перпендикулярних напрямах і зварених в місцях їх пересічення у вигляді ґрат з прямокутними вічками, відповідно до корисної моделі, повздовжні дроти ґрат періодично зігнуті в плоскості затяжки у вигляді хвиль з періодом, пропорційним відстані між поперечними дротами ґрат, повздовжні дроти ґрат зроблено основними несучими елементами і виконано більшого перетину, ніж поперечні дроти, а відстань між повздовжніми дротами більше, ніж між поперечними, при цьому крайні повздовжні дроти виконано з меншою площею перетину, ніж центральні повздовжні дроти. Доцільно на повздовжніх основних дротах затяжки виконати монтажні випуски у вигляді відгинів цих же основних дротин за межі плоскості затяжки під монтажним кутом 75-80 , а при монтажі створити вузли скріплення затяжок за рахунок того, що випуски дротів встановлено в вічки суміжних затяжок і скручено. Крім того, затяжки встановлено на різних ділянках рами кріплення пошарово, причому затяжки в накладених один на одного шарах просторово зміщені в повздовжньому та поперечному напрямках Завдяки тому, що повздовжні основні дроти сітки періодично зігнуті в плоскості затяжки у вигляді хвиль з періодом, пропорційним відстані між поперечними допоміжними дротами сітки дозволяє забезпечити регульовану податливість затяжки при одночасному спрощенню її виготовлення на автоматичних лініях, а оскільки основні несучі дроти виконано більшої площі перетину, досягається збільшення несучої спроможності конструкції, різна відстань між основними і між допоміжними поперечними дротами дозволяє значно зменшити розмір кусків породи, що може випасти скрізь грати, а те, що. Виконання затяжки так, що на повздовжніх основних дротах виконано монтажні випуски у вигляді відгинів цих же основних дротин за межі плоскості затяжки під монтажним кутом 75...80°, а при монтажі ці дротяні випуски встановлено в вічки суміжних затяжок і скручено трубчатим важелем, причому на стику чотирьох затяжок скручено сумісно чотири випуски дозволяє значно підвищити надійність з'єднання суміжних затяжок і гранично спростити їх монтаж при кріпленні. Завдяки тому, що затяжки встановлено на різних ділянках рами кріплення пошарово та в накладених один на одного шарах просторово зміщені в повздовжньому та поперечному напрямках, можна досягти високої адаптивності затяжки, а саме граничного приближения параметрів кріплення к особистостям зміни гірничого тиску навколо виробки при значному скороченні витрат на кріплення. Таким чином, вирішено технічне завдання створити таку шахтну ґратчасту затяжку, в якій, завдяки тому, що повздовжні основні дроти ґрат періодично зігнуті у плоскості затяжки у вигляді 51995 4 хвиль та особливостей конструкції поперечних дротів і можливостей комбінувати декілька шарів затяжки з просторовим зрушенням шарів відносно один одного, забезпечено податливість затяжки під впливом гірського тиску з боку масиву гірських порід, надійного скріплення суміжних затяжок, значного збільшення несучої спроможності затяжки при суттєвому зменшенні її трудомісткості, маси і вартості. На фіг. 1 зображено загальний вигляд затяжки, на фіг. 2 - вигляд збоку, на фіг.3 показано конструкцію вузла зчеплення випусків несучих повздовжніх дротів, на фіг. 4 зображено один з варіантів комбінування шарів затяжок, на фіг.5 показана затяжка в робочому стані на рамах кріплення. Затяжка шахтна ґратчаста виконана з повздовжніх основних 1 і допоміжних поперечних 2 дротів, розташованих в двох взаємно перпендикулярних напрямах і зварених в місцях їх пересічення у вигляді ґрат з прямокутними вічками 3. Повздовжні 1 дроти затяжки зроблено основними несучими елементами і виконано більшого перетину, ніж допоміжні поперечні 2 дроти, а відстань між повздовжніми дротами 1 більше, ніж між поперечними 2, при цьому повздовжні дроти 1 сітки періодично зігнуті в плоскості затяжки у вигляді хвиль 4 з періодом, пропорційним відстані між поперечними 2 дротами, а крайні повздовжні дроти виконано з меншою площею перетину, ніж внутрішні. На повздовжніх дротах 1 затяжки виконано монтажні випуски у вигляді відгинів 5 цих же дротин 1 за межі плоскості затяжки під монтажним кутом = 75-80°, а при монтажі створено вузли скріплення затяжок 6 за рахунок того, що ці дротяні випуски встановлено в вічки 3 суміжних затяжок і скручено, наприклад, трубчатим важелем, причому на стику чотирьох затяжок скручено сумісно чотири відгини 5. Значення монтажного кута = 75-80° найбільш прийнятно з позицій надійного з'єднання без втрати несучої спроможності, а також для зменшення трудомісткості монтажу затяжки на рамне кріплення, це також покращує умови пакетування затяжок при їх виготовленні і транспортуванні до місця проведення робіт в вигляді компактних пакетів по 25 штук (як правило, один пакет на 2-3 рами кріплення). Для досягнення максимального використання затяжок і забезпечення найбільшої надійності, встановлення затяжок у виробці слід передбачати в залежності від інтенсивності гірського тиску перемінним з різною кількістю укладених шарів 7 затяжок на різних ділянках контуру кріплення 8, причому затяжки в різних шарах укладати з просторовим зрушенням в повздовжньому та поперечному напрямках. Це дозволяє зменшити площу кожного вічка 3 в чотири рази, що особливо важливо на ділянках кріплення з інтенсивним руйнуванням порід масиву 9. Завдяки тому, що затяжка має конструктивну податливість, яка створена хвилеподібною формою повздовжніх несучих дротів 1, забезпечено значне зусилля сопротиву зміщенням U масиву 9 в середину виробки. При повному вичерпанні конструктивної податливості U* затяжка розміщується в міжрамному просторі сусідніх рам і приймає фо 5 51995 рму кривої, що найбільше відповідає зовнішньому тиску. При цьому досягається різке зростання несучої спроможності всієї конструкції, яка зворотно пропорційна Sin( ), де - середній кут вигину затяжки під дією зовнішнього навантаження (фіг.5). Якщо в традиційних затяжках без податливості цей кут дорівнює 0 = 3-5°, то в новій затяжці він дорівнює в середньому n = 20-25°. Таким чином, несуча спроможність затяжки тільки за рахунок податливості збільшується в Sin n Sin 20 kn 3,92 Sin 0 Sin 5 рази. Якщо оцінювати затяжку по роботоспроможності, яка обчислюється по формулі 1 U* W FdU, 2 0 де F - сила гірського тиску на затяжку з боку порід масиву; U - переміщення затяжки під дією зовнішніх сил (податливість), U*- кінцеве переміщення затяжки при повній реалізації податливості. Тоді коефіцієнт збільшення роботоспроможності нової затяжки можна обчислити по формулі 2 2 Sin n Sin 20 15, Sin 0 Sin 5 тобто роботоспроможність затяжки збільшується в kW = 15 раз. Якщо прийняти до уваги позитивний ефект заповнення міжрамного простору кріплення деформованою затяжкою, який виникає за рахунок зменшення турбулентної дифузії при роботі вентилятора для примусового переміщення шахтного повітря по виробці, то коефіцієнт аеродинамічного спротиву буде зменшено в 1,5-2 рази, що приведе то пропорційного зменшення витрат на провітрювання. За рахунок того, що повздовжні дроти 1 зроблено основними несучими елементами і виконано більшого перетину, ніж поперечні дроти 2, а відстань між повздовжніми дротами 1 більше, ніж між поперечними 2, досягається значна економія матеріалу на виготовлення затяжки при її незмінній несучій спроможності, крім того, при цьому суттєво kW 6 зменшується число точок зварювання затяжки, що в цілому веде до зменшення її вартості. Виконання з'єднання затяжок з використанням монтажних випусків у вигляді відгинів 5 повздовжніх дротин 1 за межі плоскості затяжки під монтажним кутом 75-80° забезпечує високу надійність роботи, можливість простого пакетування затяжок при їх виготовленні і транспортуванні, легкість монтажу затяжок на рамах кріплення 8 або анкерах. Встановлення затяжок на різних ділянках рами кріплення в декілька (2 і більше) шарів 7 дозволяє в повній мірі враховувати неоднорідність і змінність гірського тиску навколо виробки шляхом відповідної зміни несучої спроможності і розміру вічків 3 затяжок без зміни їх конструктивних показників. Кількість шарів на різних ділянках рами кріплення змінюють в залежності від гірського тиску. Тим самим проектувальник і виробничник може використовувати ту ж саму універсальну конструкцію затяжок для широкого діапазону гірничогеологічних умов проходження гірничих виробок від легких на малих глибинах розробки до самих тяжких на великих глибинах в складних умовах великого тиску з боку гірського масиву 9. Слід вказати, що податлива затяжка має ще одну позитивну якість - вона може в процесі своєї роботи показувати своєю деформацією величину зовнішнього навантаження при руйнуванні порід масиву. Отже ця затяжка виконує роль своєрідного динамометра, встановленого по всьому периметру кріплення, що дозволяє в процесі експлуатації гірничої виробки відслідковувати рівень і інтенсивність проявів гірського тиску і на основі таких постійних спостережень встановлювати закономірності взаємодії кріплення з масивом гірських порід, а також приймати своєчасні рішення по забезпеченню експлуатаційної надійності виробки в цілому. Таким чином, затяжка шахтна ґратчаста податлива вирішує проблему надійного збереження гірничих виробок в різноманітних гірничогеологічних умовах при значному скороченні витрат на виготовлення, транспортування, монтаж і експлуатацію, що робить доцільним її широке промислове використання в гірничих галузях промисловості. 7 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 51995 8 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