Пневмо-еластичне кріплення

Реферат: Винахід належить до гірничої справи, а саме до підземної розробки родовищ корисних копалин, кріплення, яке підвищує стійкість тимчасової гірничої виробки зі збереженням її експлуатаційних характеристик на весь час підтримки, збирається з модулів, які складаються з гумової плити високої міцності із повітряним клапаном, армованої сталевою основою, з'єднаної з піддатливим елементом, який складається із сполучених між собою гнучких оболонок. Всі секції кріплення збираються в монтажні кільця. Кожне нове кільце збирається в стик попередньому зібраному монтажному кільцю. Зсередини виробки зібрані секції кріплення виглядають як суцільна гумоармована стіна, що утворює технологічний переріз виробки. Після наповнення газом оболонок секція кріплення спирається на породний контур виробки і переходить в робочий стан. У цьому стані вплив гірського тиску на зовнішній контур передається як рівномірно розподілений гідростатичний тиск на внутрішній контур секції кріплення. Далі цей тиск, при посередництві жорсткої гумової плити, передається сталевій армованій основі секції кріплення. Яка через бічні байонетні замки передає сприйняте навантаження на сусідні секції кріплення. Задача винаходу вирішується за допомогою того, що гнучкі оболонки, які утримують гірський тиск та переміщення контуру виробки, розподіляють зусилля рівномірно по усьому силовому каркасу, округлої форми, з гумовою оболонкою, який, в свою чергу, утримує гірський тиск рівномірно по всій поверхні кріплення та забезпечує експлуатаційні характеристики гірської виробки. UA 108231 C2 (12) UA 108231 C2 UA 108231 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до гірничої справи, а саме до підземної розробки родовищ корисних копалин. Відоме безрозвантажувальне пневмокріплення, що включає опору, пов'язаний з нею кронштейн і балонну секцію, яке відрізняється тим, що, з метою розширення області застосування шляхом забезпечення можливості її роботи в калотному прорізі тунелю, кронштейн виконаний телескопічним, передня частина балонної секції жорстко закріплена на передньому кінці висувної частини кронштейна, а хвостова частина балонної секції вільно встановлена на нерухомій частині кронштейна, при цьому зв'язок останнього з опорою виконаний зі стійок, кінці яких жорстко закріплені на опорі і нерухомій частині кронштейна [SU 1190059 A, B.C. Рахутін]. Недоліки - значним недоліком є вузька спеціалізація, яка полягає в тому, що пневмокріплення призначене для функціонування в зоні ведення очисних робіт, як наслідок цього не може застосовуватися для підтримання підготовчих виробок на всій довжині. Найбільш близьким технічним рішенням є пневмо-еластичне кріплення, що містить каркас, на якому закріплена гнучка оболонка, і гнучкий елемент, розміщений всередині оболонки та закріплений на ній одним кінцем, яке відрізняється тим, що, з метою забезпечення кріплення покрівлі слідом за проходом виїмкової машини без переміщення секції, каркас виконаний з Zподібної основи і обмежувача, жорстко закріпленого на нижній частині основи з завального боку з утворенням паза, в якому встановлена оболонка, яка закріплена забійною стороною на основі, а гнучкий елемент виконаний пружним і закріплений другою стороною на нижній частині основи, при цьому довжина оболонки більше довжини основи, а довжина пружного гнучкого елемента у вільному стані менше довжини основи [SU 1190059 A, B.C. Рахутін]. Недоліки - неможливість кріплення призабійної частини виробки після проходу виїмкової машини без пересуву всій секції на нове місце, що погіршує стан покрівлі і підвищує трудомісткість робіт у лаві. В основу винаходу поставлена задача удосконалення пневмо-еластичного кріплення, в якому введенням нових конструктивних елементів та взаємозв'язків досягається можливість найбільш рівномірного розподілу впливу і передачі гірського тиску по поверхні силового каркаса в поперечному та поздовжньому перерізі виробки, стабілізація робочого контуру перерізу (ефективного перерізу) підготовчої виробки при веденні очисних робіт і за рахунок цього знизити вплив на стійкість виробки великої кількості гірничо-геологічних факторів. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому пневмо-еластичному кріпленні, що включає піддатливий елемент з клапаном, жорсткий каркас, згідно з винаходом, виконано з жорстко з'єднаних між собою окремих секцій, в кожній з яких піддатливий елемент закріплено на жорсткому каркасі та складено з гнучких оболонок, що сполучені між собою із спільним клапаном. На фіг. 1 представлений фронтальний вид секції пневмо-еластичного кріплення, на фіг. 2 розріз секції кріплення, на фіг. 3 вид зверху секції кріплення, де: 1 - загальна армована основа; 2 - байонетний замок бічної грані армованої основи; 3 - піддатливий елемент секції із гнучких оболонок; 4 - впускний клапан. Кожна секція має піддатливий елемент із гнучких оболонок 3, що сполучені між собою та мають спільний клапан 4, і закріплені на загальній армованій основі 1. Секції з'єднані між собою за допомогою байонетного замка 2 бічної грані армованої основи і, який в свою чергу, передає сприйняте навантаження на сталеві грати сусідніх секцій кріплення. Збирання кріплення з секцій може проводитися в ручному, автоматичному та напівавтоматичному режимах. З поверхні до місця монтажу доставляються окремі секції. Прямо на місці, в підготовчій виробці секції об'єднуються разом, за допомогою байонетних замків 2, розташованих по бічному периметру секції. Наприклад, "перша" секція укладається на ґрунт виробки, таким чином, щоб увійти в контакт з аналогічною секцією попереднього кроку установки кріплення. Завдяки байонетному замку 2, ця секція жорстко фіксується в конкретному положенні відносно вже встановлених секцій. Потім, до цієї секції, з однієї із сторін додають наступну, "другу" секцію. "Друга" секція, на початку з'єднується своєї бічною поверхнею з бічною поверхнею "першої" секції. Це можливо коли "друга" секція максимально відсунута від аналогічної, за розташуванням, секції попереднього кроку установки кріплення. Після чого "друга" секція переміщується у бік попереднього кроку установки кріплення і фіксується відповідним байонетним замком 2, в площині перпендикулярній осі виробки. Наступна після "другої", секція встановлюється по іншу сторону від "першої". Так продовжується, поки секції не замикають собою весь контур виробки. На останньому етапі, секції об'єднуються в єдине силове 1 UA 108231 C2 5 10 15 20 25 30 кільце за допомогою сталевого байонетного замку 2. Після чого, гнучкі оболонки з кожної секції кріплення наповнюються газом. Після наповнення газом гнучких оболонок секції, кріплення спирається на породний контур виробки і переходить в робочий стан. У цьому стані гірський тиск, що сприймається на зовнішньому контурі, передається як рівномірно розподілений гідростатичний тиск на внутрішній контур секції кріплення. Далі цей тиск, при посередництві жорсткої гуми загальної армованої основи 1, передається сталевій армованої решітці секції кріплення. Яка через бічні байонетні замки 2 передає сприйняте навантаження на сталеві грати сусідніх (справа, зліва, зверху і знизу) секцій кріплення. Загальна армована основа 1 використовується для формування та підтримки контуру виробки у світлі. Для цього секції кріплення об'єднуються в єдину вантажонесучу систему, всередині якої зусилля та деформації розподіляються як в поперечному, так і поздовжньому перерізі виробки. Передача зусиль між секціями відбудеться через бічні грані армованої основи 2, які являють собою суцільні байонетні замки 2. Гірський тиск сприймається піддатливим елементом 3 секції. Піддатливість цього елемента (гнучкі оболонки) дозволяє забезпечити суцільність контакту між нерегулярною поверхнею гірського масиву у виробці і кріпленням. За рахунок цього знижується максимальний питомий тиск на кріплення і відбувається вирівнювання величини навантаження по всій несучій поверхні жорсткого елемента секції. Ступінь піддатливості кріплення визначається співвідношенням сприйманого гірського тиску і тиску в оболонках піддатливого елемента 3 секції. Цей параметр є керованим. По-перше, значення цього параметра фіксується при монтажі секції кріплення і в ході її експлуатації гірниками. По-друге, у разі перевищення заданої критичної точки, тиск в оболонках секції може бути скинуто автоматично з використанням впускного клапана 4. Це може відбуватися у випадках раптових локальних викидів, коли значний обсяг породи різко спрямовується в порожнину виробки. Таке рішення дозволяє зберегти ефективний переріз виробки і несучу здатність кріплення. Таким чином кріплення із секцій дозволяє утримувати гірський тиск та переміщення контуру виробки, розподіляють зусилля рівномірно по усьому силовому каркасу, округлої форми, з гумовою оболонкою, який, в свою чергу, утримує гірський тиск рівномірно по всій поверхні кріплення та забезпечує експлуатаційні характеристики гірської виробки. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 Пневмо-еластичне кріплення, що включає піддатливий елемент з клапаном, жорсткий каркас, яке відрізняється тим, що кріплення виконано з жорстко з'єднаних між собою окремих секцій, в кожній з яких піддатливий елемент закріплено на жорсткому каркасі та складено з гнучких оболонок, що сполучені між собою і зі спільним клапаном. 2 UA 108231 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3