Кріплення для охорони виїмкових виробок

Кріплення для охорони виїмкових виробок, що включає в себе окремі опори, встановлені вздовж виїмкової виробки, у відпрацьованому просторі, кожна опора складається з кількох шарів бетонних блоків (по три блоки у кожному шарі), виконаних у вигляді прямокутного паралелепіпеда, крім того, кожна опора кріплення включає у себе два шари піддатливості, один - на підошві виробки (на цей 3 вих елементів, які розташовуються у виїмках, при сприйнятті смугою гірничого тиску в умовах, наприклад, вугільної лави, який досягає великих значень та може мати різні кути дії, піддатливі прокладки можуть бути зрізані, смуга зруйнується. Крім того, необхідно відмітити складність монтажу вказаного кріплення, його високу собівартість, тому що використовуються залізобетонні блоки. Спільними суттєвими ознаками кріплення за авторським свідоцтвом СРСР № 1571257 та корисної моделі, що заявляється, є наявність у блоках, що складають кріплення, виїмок, а також наявність у обох конструкціях піддатливих елементів, що забезпечує роботу кріплення у піддатливому режимі і зберігає його від руйнування. Технічний результат корисної моделі, що заявляється, полягає у створенні простого у виготовленні та у монтажі, надійного у роботі кріплення для охорони виїмкових виробок. Причиною, що перешкоджає отриманню вказаного технічного результату за прототипом, є ненадійність кріплення за авторським свідоцтвом СРСР № 1571257 у роботі, нераціональність конструкції такого кріплення, його велика собівартість. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлено задачу удосконалення кріплення, яке служить для охорони виїмкової гірничої виробки після видобутку вугілля чи іншої корисної копалини, створення можливості повторного використання виїмкової гірничої виробки після відпрацювання виїмкового стовпа. В умовах роботи, наприклад, вугільних шахт, суттєву роль відіграє надійність посадочного (кострового) кріплення, яке служить для охорони виїмкової гірничої виробки після видобутку з неї вугілля, тобто надійність охорони виїмкової гірничої виробки для її підтримання та повторного використання. Практика спорудження та експлуатації виїмкових гірничих виробок на шахтах Західного Донбасу свідчить, що конструкція посадочного кріплення у вигляді опор, встановлених вздовж виробки у відпрацьований простір, які складено з кількох шарів бетонних блоків, виконаних у вигляді прямокутного паралелепіпеда, що мають по три виступи радіальної форми поперек виробу та одне радіальне заглиблення вздовж виробу, причому виступи та заглиблення мають радіус одного значення, що дозволяє ставити блоки один на другий без зазору, а також містять у собі два шари піддатливості один - на підошві виробки, на цей шар встановлюється перший ряд бетонних блоків, та другий шар, який встановлюється між останнім рядом блоків та покрівлею, є надійним способом охорони виїмкових гірничих виробок після видобутку вугілля (або іншої корисної копалини) з лави з метою їх повторного використання. Виконання кріплення у вигляді опор з кількох шарів бетонних блоків, виконаних у вигляді прямокутного паралелепіпеда, що мають по три виступи радіальної форми поперек виробу та одне радіальне заглиблення вздовж виробу, причому виступи та заглиблення мають радіус одного значення, що дозволяє ставити блоки один на другий без зазо 62748 4 ру, дає можливість заповнювати простір між підошвою та покрівлею виробки, тобто створювати об'єм, що сприймає підвищений гірничий тиск зі сторони покрівлі та підошви. Наявність двох шарів піддатливості - першого - на підошві виробки, на цей шар встановлюється перший ряд бетонних блоків, та другого - що встановлюється між останнім рядом блоків та покрівлею, є надійним засобом охорони виїмкових гірничих виробок після видобутку вугілля (або іншої корисної копалини) з лави, оскільки при сприйнятті підвищеного гірничого тиску будуть деформуватися вказані шари піддатливості, а виробка в цілому буде збережена. Наявність бетонних блоків, що мають виїмки та виступи, з яких складається власне кріплення, а також наявність елементів піддатливості є спільними суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, та прототипу. В той же час, як уже зазначалось, кріплення за прототипом має суттєві недоліки. Воно ненадійне у експлуатації, тому що у його конструкції передбачено наявність циліндричних піддатливих елементів, які розташовуються у виїмках. При сприйнятті конструкцією гірничого тиску в умовах, наприклад, вугільної лави, який досягає великих значень та може мати різні кути дії, піддатливі прокладки можуть бути зрізані, кріплення зруйнується. Крім того, необхідно відмітити складність монтажу вказаного кріплення, його високу собівартість, тому що використовуються залізобетонні блоки. Наявність цих недоліків приводить до малої надійності кріплення за прототипом. Виробки, закріплені кріпленням за авторським свідоцтвом колишнього СРСР № 1571257 "Кріплення для охорони підготовчих виробок", швидко деформуються, вони ненадійні у роботі, не забезпечують тривалої охорони виїмкових виробок. Крім того, необхідно відзначити, що вказане кріплення за авторським свідоцтвом колишнього СРСР № 1571257 “Кріплення для охорони підготовчих виробок” неекономічне, його виготовлення та встановлення потребують значних коштів. На відміну від прототипу, конструкція кріплення, що заявляється, більш раціональна, вона включає у себе встановлені вздовж виробки окремі опори з кількох шарів бетонних блоків, виконаних у вигляді прямокутного паралелепіпеда, причому довжина кожного блока дорівнює його трьом ширинам, кожен блок має по три виступи радіальної форми поперек виробу та одне (знизу) заглиблення радіальної форми вздовж виробу, причому виступи та заглиблення мають радіус одного значення, що дозволяє ставити блоки один на другий без зазору, а також містять у собі два шари піддатливості - один - на підошві виробки, на цей шар встановлюється перший ряд бетонних блоків, та другий шар, який встановлюється між останнім рядом блоків та покрівлею. Відстань між опорами кріплення та товщина нижнього шару піддатливості визначається розрахунками згідно діючих нормативних документів. При встановлені вздовж виробки опор з кількох шарів бетонних блоків, виконаних у вигляді 5 прямокутного паралелепіпеда, причому довжина кожного блока дорівнює його трьом ширинам, а кожен блок має по три виступи радіальної форми поперек виробу та одне (знизу) заглиблення радіальної форми вздовж виробу, причому виступи та заглиблення мають радіус одного значення, що дозволяє ставити блоки один на другий без зазору, а також виконання двох шарів піддатливості одного - на підошві виробки, на цей шар встановлюється перший ряд бетонних блоків, та другого шару, який встановлюється між останнім рядом блоків та покрівлею, з'являється можливість заповнювати простір між підошвою та покрівлею відпрацьовано простору, тобто створити об'єм, що сприймає підвищений гірничий тиск зі сторони покрівлі та підошви, тобто здійснити надійну охорону виїмкової виробки. Важливо відмітити, що вказаний об'єм при його навантаженні буде працювати у піддатливому режимі, що пояснюється наявністю у кріпленні двох шарів піддатливості - знизу та зверху опор кріплення. Вказаний факт підтверджується практикою роботи подібних кріплень в умовах шахт Західного Донбасу, наприклад на шахті «Благодатна». Впровадження вказаних суттєвих ознак кріплення, що заявляється, дозволить створити надійне, просте у виготовленні та експлуатації кріплення для охорони виїмкових гірничих виробок. Суттєвими ознаками кріплення для охорони виїмкових виробок, що заявляється, є: 1. Наявність бетонних блоків, виконаних у вигляді прямокутного паралелепіпеда причому довжина кожного блока дорівнює його трьом його ширинам, а кожен блок має по три виступи радіальної форми поперек виробу та одне (знизу) заглиблення радіальної форми вздовж виробу, причому радіуси виступів та заглиблення мають однакові значення, що дозволяє ставити блоки один на другий без зазору. 2. Виконання кріплення у вигляді окремих (квадратних у плані) опор. Ознаками, відмінними від прототипу, являються: 1. Наявність у бетонних блоків, по три виступи радіальної форми поперек виробу та одне (знизу) заглиблення радіальної форми вздовж виробу, причому радіуси виступів та заглиблення мають однакове значення. 2. Довжина кожного бетонного блоку дорівнює його трьом його ширинам. 3. Виконання кріплення у вигляді окремих (квадратних у плані) опор. 4. Наявність у опор кріплення двох шарів піддатливості - одного - на підошві виробки, на цей шар встановлюється перший ряд бетонних блоків, та другого шару, який встановлюється між останнім рядом блоків та покрівлею. Приведені нові суттєві ознаки кріплення, що заявляється, є достатніми для усіх випадків, оскільки вирішують поставлену задачу. Так, при встановлені вздовж виробки окремих опор з кількох шарів бетонних блоків, виконаних у вигляді прямокутного паралелепіпеда, причому довжина кожного блока дорівнює його трьом ширинам, а кожен блок має по три виступи радіальної 62748 6 форми поперек виробу та одне (знизу) заглиблення радіальної форми вздовж виробу причому довжина кожного блока дорівнює його трьом його ширинам, а кожен блок має по три виступи радіальної форми поперек виробу та одне (знизу) заглиблення радіальної форми вздовж виробу, причому радіуси виступів та заглиблення мають однакові значення, що дозволяє ставити блоки один на другий без зазору та надійно фіксувати кожен блок у опорі, що забезпечує сталість виробки, незмінність її форми, а виконання двох шарів піддатливості одного - на підошві виробки (на цей шар встановлюється перший ряд бетонних блоків) та другого шару, який встановлюється між останнім рядом блоків та покрівлею (тобто створює контакт між покрівлею та опорою), вказані опори при їх навантаженні працюватимуть у піддатливому режимі, що також забезпечить сталість виробки, незмінність її форми. Відстань між опорами кріплення та товщина нижнього шару піддатливості визначається розрахунками, згідно діючих нормативних документів. Таким чином, впровадження пропонованого «Кріплення для охорони виїмкових виробок» дозволить створити кріплення більшої надійності, просте у виготовленні та експлуатації, воно буде надійним способом охорони виїмкових гірничих виробок після видобутку вугілля, або іншої корисної копалини з лави. На основі приведеного можна зробити висновок, що нові суттєві ознаки корисної моделі, що заявляється, мають причинно-наслідковий зв’язок з результатом, що досягається. Корисна модель пояснюється кресленнями: - на фіг. 1 зображено поперечний розріз виїмкової виробки, закріпленої арочним піддатливим кріпленням, з застосуванням «Кріплення для охорони виїмкових виробок», що заявляється; - на фіг. 2 зображено розріз А-А фіг. 1; - на фіг. 3 зображено вид спереду бетонного блока, з яких складається кріплення; - на фіг. 4 зображено вид бетонного блока збоку; - на фіг. 5 зображено вид бетонного блока зверху. Кріплення для охорони виїмкових виробок включає у себе (фіг. 1) опори 1, що встановлюються вздовж виробки у відпрацьованому просторі, вони складаються з встановлених один на одного шарів, кожний з яких включає в себе три бетонні блоки 2 (фіг. 2), довжина кожного блока дорівнює його трьом ширинам, зверху блока, по короткій стороні, виконано три виступи радіальної форми 3 (фіг. 3), а знизу блока, по центру довгої сторони, виконано заглиблення 4 (фіг. 4), причому вказані виступи та заглиблення мають однакові радіуси R, що дає можливість встановлювати блоки один на одного без зазору. Розміщення виступів та заглиблень ілюструється на (фіг. 5), один виступ виконано по осі симетрії блока, відстань від осі симетрії блока до осі виступів двох інших дорівнює двом ширинам блока. У склад кріплення входять також два шари піддатливості, нижній - 4 (фіг. 1), та верхній - 5 (фіг. 1), на нижній шар 4 встановлюється перший ряд бетонних блоків, а верхній 7 шар 5 встановлюється між останнім рядом блоків та покрівлею (тобто створює контакт між покрівлею та опорою). Відстань між опорами кріплення та товщина нижнього шару піддатливості визначається розрахунками згідно діючих нормативних документів. Застосування кріплення, що заявляється, для охорони виїмкових виробок дозволить створити кріплення високої надійності, просте у виготовленні та експлуатації, що забезпечить надійну охорону виїмкових виробок. Так, виконання окремих опор кріплення з кількох шарів бетонних блоків, виконаних у вигляді прямокутного паралелепіпеда, причому довжина кожного блока дорівнює його трьом ширинам, а кожен блок має по три виступи радіальної форми поперек виробу та одне (знизу) заглиблення радіальної форми вздовж виробу, встановлення блоків один на одного, коли виступи розміщуються у заглибленнях, дає можливість надійно фіксувати кожен блок у опорі, що забезпечує сталість виробки, незмінність її форми. Виконання у складі кріплення двох шарів піддатливості, одного - на підошві виробки (на цей шар встановлюються перші блоки), та другого шару, який встановлюється між покрівлею та останнім шаром блоків (тобто створює контакт між покрівлею та опорою). Опори кріплення при їх навантаженні гірничим тиском, працюватимуть у піддатливому режимі що також забезпечить сталість виробки, незмінність її форми. Таким чином, впровадження пропонованого кріплення для охорони виїмкових виробок, дозволить створити кріплення більшої надійності, просте у виготовленні та експлуатації, воно буде надійним способом охорони виїмкових гірничих виробок після видобутку вугілля, або іншої корисної копалини з лави. Підготовка кріплення ОПК, що заявляється, до роботи та його робота в умовах, наприклад, вугільної шахти, здійснюється наступним чином: на поверхні заготовлюється необхідна 62748 8 кількість бетонних блоків 1, та деревини для виконання шарів піддатливості 4 та 5. Виконуються розрахунки відстані між опорами кріплення, а також товщини нижнього шару піддатливості. Далі необхідна (розрахункова) кількість бетонних блоків 1 та деревини для виконання шарів піддатливості 4 та 5 у вагонетках або на платформах доставляються у виїмкову гірничу виробку, на сполучення штрек-лава, та складаються біля нього. Після здійснення видобувним комбайном (або іншим способом) виймання вугілля на сполученні штрек-лава і його (комбайну) відходу та встановленням тимчасового кріплення, робітники починають монтаж кріплення, тобто встановлюють нижній шар піддатливості 4, далі встановлюють перший ряд блоків (виступами вгору), далі встановлюють наступні ряди блоків, коли відстань між покрівлею та останнім шаром блоків буде меншою товщини блока, встановлюється верхній шар піддатливості, що забезпечує контакт між покрівлею та опорою кріплення. Далі, на розрахованій відстані, встановлюється наступна опора кріплення. Кріплення готове до роботи. Завдяки впровадженню кріплення для охорони виїмкових виробок, що заявляється, стане можливим створення кріплень, що будуть мати високу надійність, невелику собівартість, будуть простими у виготовленні та експлуатації. Застосування подібних кріплень забезпечить можливість тривалого безремонтного підтримання виїмкових гірничих виробок, їх повторне використання. Подібні кріплення можуть бути виготовлені та використані як окремими шахтами, так і об'єднаннями вугільних підприємств, при централізації виготовлення та постачання кріплень окремим шахтам, а також виготовлятись організаціями середньої потужності будь-якої форми власності. Бібліографія: 1. Политехнический словарь Гл. Ред. И.И. Артоболевский, М.: Советская Энциклопедия, 1976 г. 9 Комп’ютерна верстка Мацело М. 62748 Підписне 10 Тираж 23 прим. 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