Посилене кріплення гірничих виробок

Реферат: UA 89205 U UA 89205 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої справи, зокрема до способу кріплення гірничих виробок рамним кріпленням із спеціального взаємозаміщуючого профілю (спецпрофіль або СВП), та може бути застосована для кріплення гірничих виробок, що експлуатуються у тяжких гірничо-геологічних та гірничотехнічних умовах. Відоме кріплення, рама якого складається із трьох елементів, які при з'єднанні утворюють арочну форму [Кріплення КМП-АЗ ТУ У 12.00185790.078-96]. Для об'єднання рам вздовж гірничої виробки використовується стяжка з кутика у кількості трьох штук на раму. Згідно із технічними умовами дозволяється стяжку виконувати із відходів спецпрофілю, який залишається після виготовлення кріплення. Спецпрофіль розрізається навпіл вздовж його довжини. При цьому втрачаються силові властивості профілю (момент опору згинанню, полярний момент інерції тощо). До недоліків відомого кріплення слід віднести те, що рами працюють (утворюють опір зсуванню масиву) окремо, незважаючи на те, що вони з'єднані стяжками. Це пов'язано із тим, що стяжка призначена тільки для рівномірного встановлення рам, не є несучою конструкцією, та неспроможна суттєво перерозподіляти навантаження від однієї рами кріплення до іншої. Найбільш близьким за технічною суттю до пристрою, що заявляється, є кріплення, в якому наявна затяжка, що виконана у вигляді решітки із металевих прутів. При установці затяжка вигинається у вигляді лучкової арки назустріч породному масиву [Авторське свідоцтво СРСР № 1760124, кл. Е21D 11/15, опубліковане 07.09.1992 р.]. Недоліком такого кріплення є те, що значення опору, який може створювати решітчаста затяжка, не є порівнянним з значенням сили із сторони масиву, що зсувається, та є суттєво меншим. Незручним також є спосіб встановлення, що передбачає вигинання затяжки безпосередньо в процесі її встановлення. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення кріплення гірничих виробок із СВП, в якому кріплення є рамним, при цьому рами між собою поєднуються за допомогою відрізків стяжки, та у поєднанні із рамами утворюють об'ємну посилену конструкцію. Поставлена задача вирішується тим, що замість стяжки із кутиків рами поєднуються за допомогою відрізків спецпрофілів, згідно з корисною моделлю передбачені наступні відмінності: окремі рами металевого кріплення із спецпрофілю поєднуються у об'ємну конструкцію за допомогою стяжок, які виконані із відрізків спецпрофілів; стяжка має аркову форму; стяжка встановлюється таким чином, щоб верхівка арки була орієнтована в сторону гірського масиву; кількість стяжок, що з'єднують рами, вибирається в залежності від складності гірничогеологічних та гірничотехнічних умов. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено кріплення виробки у вигляді тристоронньої ортогональної проекції із збільшеним виглядом вузлів з'єднання верхняка кріплення із стяжками із спецпрофілю (І та ІI). Рама кріплення складається із верхняка 1 та двох ніжок 2, що поєднані замками 3. Рами встановлюються із рівномірним інтервалом вздовж виробки. Кожна рама із попередньою поєднується трьома або більше стяжками 4, які виконані із спецпрофілю та мають аркову форму. Стяжки з'єднуються із верхняками 1 та ніжками 2 кріплення за допомогою замків 5. Пристрій працює наступним чином. Рами кріплення (складаються із верхняка 1, та ніжок 2, поєднаних замками 3) встановлюються у гірничій виробці. Між собою вони з'єднуються стяжками 4. Під дією гірського тиску породи масиву зсуваються у сторону порожнини виробки. Після того, як породи досягають стяжки 4, верхняка 1 та ніжок 2 рами кріплення вони отримують із їхньої сторони опір. За рахунок того, що стяжка 4 виконана із спеціального взаємозаміщуючого профілю та має арочну форму, вона чинить опір зсуванню масиву значення якого є зіставленим із значенням опору, який чинить вигнутий у формі арки верхняк кріплення 1. Таким чином, у покрівлі виробки, додатково до опору верхняка кріплення 1 опір масиву, що зсувається, утворює посилену стяжку 4. Із боків виробки додатково до опору ніжок 2 опір утворюють також посилені стяжки 4. Під дією порід, що зсуваються, стяжки 4 розпираються між рамами та передають частково навантаження на них. Рами кріплення додатково розклинюються. Утворюється об'ємна несуча конструкція із силовим поєднанням рам кріплення та підвищеним опором зсуванню масиву із сторони покрівлі та боків виробки. Оцінка показує, що така об'ємна конструкція в умовах її стискання якісно працює значно краще, ніж окремі рами, не поєднані силовими елементами. При збереженні щільності встановлення рам кріплення у кількісному вигляді опір, який чинить запропонована конструкція кріплення, є у 2,5-3 рази є вищим, ніж опір кріплення із стяжкою, яка виконана із 1 UA 89205 U 5 металевого кутика. За рахунок цього з'являється можливість зменшення металоємності кріплення за рахунок скорочення кількості рам кріплення, що встановлюються у виробці. Застосування запропонованого посиленого кріплення дозволить підвищити техніку безпеки у шахтах; покращити стан виробок, особливо в умовах впливу очисних робіт; знизити металоємність виробок; знизити відходи спецпрофілю при виготовлені кріплення, за рахунок їхнього застосування для виробництва стяжки аркової форми. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Посилене кріплення гірничих виробок, що містить раму кріплення, яка складається із верхняка, двох ніжок та декількох стяжок, яке відрізняється тим, що стяжки виконані посиленими із спецпрофілю, мають арочну форму, встановлені верхівкою арки у бік гірського масиву та у поєднані із рамами кріплення утворюють об'ємну конструкцію підвищеної несучої спроможності. Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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