Триланкове металеве арочне кріплення зі спецпрофілю

Реферат: Триланкове металеве арочне кріплення зі спецпрофілю містить верхняк, стійки з прямолінійними нижніми частинами та криволінійними верхніми частинами, з'єднувальні вузли. При цьому елементи кріплення розташовані в зоні встановлення вузлів піддатливості під кутом нахилу до вертикалі. UA 68420 U (12) UA 68420 U UA 68420 U 5 Корисна модель належить до гірничої справи й може бути використана при кріпленні гірничих виробок, які проходять в умовах значної переваги вертикальної складової гірничого тиску гірничих порід над горизонтальною. Відомою є конструкція аркового кріплення з похило встановленими відносно вертикальної осі стійками [Св. СРСР № 1548451, 07.03.1990 бюл. № 9]. У формулі винаходу розташування елементів кріплення в зоні встановлення вузлів піддатливості під кутом α визначається рівнянням: tg  10 15 20 25 30 35 де Uк - деформація порід у покрівлі виробки; Uб - деформація порід у боках виробки. При збільшенні вертикальної складової гірничого тиску, згідно з рівнянням, треба розташовувати елементи кріплення в зоні вузлів піддатливості більш горизонтально, а при збільшенні горизонтальної складової гірничого тиску - більш вертикально. Тому напрямок роботи вузлів піддатливості кріплення, за винятком у випадку коли Uк=Uб, не співпадає зі співвідношенням деформації порід навколо виробки. Тому таке розташування вузлів піддатливості може призвести до нестабільної роботи й не відповідає раціональним параметрам виготовлення кріплення. Відомим є металеве арочне кріплення [Патент України № 18737, 25.12.1997 бюл. № 6], вибране за найближчий аналог. Конструкція цього кріплення також має розташовані під кутом стійки кріплення. Радіус вигину криволінійної частини стійки цього кріплення значно збільшений відносно радіусу вигину верхняка кріплення. Ця обставина може погіршити роботу піддатливих вузлів за рахунок менш щільного прилягання елементів на момент монтажу кріплення і зменшити піддатливість кріплення. Наявними суттєвими відзнаками найближчого аналога у не визначений кут нахилу елементів кріплення у місці їхнього сполучення. В основу корисної моделі поставлена задача оптимізувати геометричні параметри кріплення так, щоб забезпечити ефективну протидію гірничому тиску при перевазі вертикальної складової гірничого тиску над горизонтальною і забезпечити стабільну і безаварійну роботу вузлів піддатливості кріплення. Поставлена задача вирішується тим, що (креслення): 1. прямолінійна частина стійок розташована під кутом нахилу до вертикалі β=0-45°; 2. радіус вигину криволінійної частини стійок і верхняка приймається однаковим з . відхиленням один від одного не більше 10 % (Rст = k Rв де k = 0,9-1,1); 3. елементи кріплення в зоні встановлення вузлів піддатливості розташовуються під кутом нахилу  до вертикалі, що визначають рівнянням: tg  40 45 50 55 Uк , Uб Uб , Un де Uб - очікувана деформація порід у боках виробки; Un - очікувана деформація порід у покрівлі виробки. Прийняте значення кута  повинне відповідати умові      , де  - кутова величина запасу, розрахована із умови проковзування елементів в піддатливих вузлах. Значення кута  розраховується за умови положення кінцівки верхняка при граничному проковзуванні елементів під кутом нахилу до вертикалі не менше ніж кут нахилу прямолінійної частини стійки до вертикалі . 4. При розташуванні елементів кріплення в піддатливому з'єднувальному вузлі під кутом нахилу елементів  = + приймається збільшена зона дотику за умови розміру кута  між радіусами вигину елементів, проведеними до кінцівок змонтованих елементів кріплення піддатливого вузла не меншого ніж 15°. Ця умова дозволяє збільшити вигинаючий момент в зоні розташування з'єднувального вузла піддатливості що підвищує стійкість кріплення. На кресленні зображений загальний вигляд металевого аркового кріплення із спецпрофілю. На кресленні цифрами позначені: 1 - верхняк кріплення, 2 - стійка кріплення, 3 - піддатливий з'єднувальний вузол, 4 - з'єднувальний вузол стійки з розстрілом. 1 UA 68420 U 5 Монтаж кріплення виконують наступним чином. Спочатку встановлюють стійки кріплення 2, які фіксують за допомогою з'єднувальних вузлів стійки з розстрілом 4 та розстрілів з попередньо змонтованими рамами кріплення. Далі монтують верхняк кріплення 1, яку з'єднують зі стійками кріплення 2 за допомогою піддатливих з'єднувальних вузлів 3. Після встановлення рами металевого кріплення можливий монтаж додаткових розстрілів, з'єднуючих верхняки сусідніх рам. Піддатлива робота кріплення забезпечується за рахунок піддатливих з'єднувальних вузлів 3 шляхом проковзування елементів кріплення 1 і 2 відносно друг друга. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 1. Триланкове металеве арочне кріплення зі спецпрофілю, що містить верхняк (верхню частину кріплення) та стійки з прямолінійними нижніми частинами, встановленими під кутом β=0-45° до вертикалі з нахилом верхніх частин всередину виробки та криволінійними верхніми частинами, піддатливі з'єднувальні вузли, які розміщені на криволінійних частинах кріплення, яке відрізняється тим, що елементи кріплення розташовані в зоні встановлення вузлів піддатливості під кутом α нахилу до вертикалі, що визначається умовами: tg  20 25 Uб , якщо α < β+ε, то приймається α = β+ε, де Uп Uб - очікувана деформація порід у боках виробки; Uп - очікувана деформація порід у покрівлі виробки; ε - кутова величина запасу, розрахована із умови проектованого проковзування елементів в піддатливих вузлах за умови наявності дотику кінцівки верхняка з криволінійною частиною стійки. 2. Кріплення за п. 1, яке відрізняється тим, що радіус вигину криволінійної частини стійок і верхняка приймається однаковим з відхиленням один від одного не більше 10 %. 3. Кріплення за пп. 1 і 2, яке відрізняється тим, що має збільшену зону дотику елементів кріплення в піддатливому з'єднувальному вузлі, розташованому під кутом нахилу елементів α = β+ε за умови розміру кута δ між радіусами вигину елементів, проведеними до кінцівок змонтованих елементів кріплення піддатливого вузла більше 15°. Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 2