Анкерно-тросове кріплення

Реферат: Анкерно-тросове кріплення, що містить попередньо натягнутий трос, закріплений фіксаторами на двох анкерах, встановлених на ділянках стійкої покрівлі, а також затяжку, розміщену між тросом та покрівлею виробки, причому перший фіксатор з'єднаний з тросом жорстко, а другий з'єднаний піддатливо і містить дві вертикальні напрямні, на яких розміщені вантажні сигнальні елементи з наскрізними горизонтальними отворами, а на робочій ділянці троса з боку другого фіксатора закріплено платформу з двома пружними стрижнями, що пропущені в отвори вантажних сигнальних елементів. UA 89125 U (54) АНКЕРНО-ТРОСОВЕ КРІПЛЕННЯ UA 89125 U UA 89125 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої справи, а саме до кріплення плоскої покрівлі гірничих виробок в умовах високого гірського тиску. Відома поверхня для підтримання шахтної покрівлі, що включає гнучкий елемент, жорстко з'єднаний з опорними фіксаторами під анкери, виконаними в вигляді кронштейна з пластиною [1]. Недоліком згаданого кріплення є обмежена сфера застосування, внаслідок можливості розриву гнучкого елемента в умовах високого гірського тиску. Прототипом корисної моделі є анкерно-тросове кріплення [2], що містить попередньо натягнутий трос з двома стропами, кінці яких закріплені фіксаторами на двох анкерах, встановлених на ділянках стійкої покрівлі, а також затяжку, розміщену між тросом та покрівлею виробки. Недоліком вказаного технічного рішення є відсутність можливості дистанційного візуального контролю за напружено-деформованим станом системи "кріплення - масив". В основу корисної моделі поставлено задачу - вдосконалити анкерно-тросове кріплення, в якому, шляхом зміни конструкції фіксаторів та доповнення вантажними сигнальними елементами досягається можливість дистанційного візуального контролю за роботою кріплення. Поставлена задача вирішується тим, що в анкерно-тросовому кріпленні, що містить попередньо натягнутий трос, закріплений фіксаторами на двох анкерах, встановлених на ділянках стійкої покрівлі, а також затяжку, розміщену між тросом та покрівлею виробки, відповідно до корисної моделі, перший фіксатор з'єднаний з тросом жорстко, а другий з'єднаний піддатливо і містить дві вертикальні напрямні, на яких розміщені вантажні сигнальні елементи з наскрізними горизонтальними отворами, а на робочій ділянці троса з боку другого фіксатора закріплено платформу з двома пружними стрижнями, що пропущені в отвори вантажних сигнальних елементів. Ознаки корисної моделі, що відрізняють її від прототипу, вирішують поставлену задачу по забезпеченню оперативного візуального контролю за критичними напруженнями та деформаціями в системі "кріплення - масив" наступним чином: завдяки піддатливому з'єднанню другого фіксатора з тросом при досягненні заданого критичного зусилля натягу троса, що має бути меншим від зусилля розриву, кріплення переходить з жорсткого режиму в піддатливий; можливість візуального контролю за зміною напружено-деформованого стану системи "кріплення масив" забезпечується наявністю в конструкції кріплення вантажних сигнальних елементів; стрибкоподібна зміна положення вантажних сигнальних елементів на різних етапах піддатливого режиму роботи кріплення здійснюється за рахунок кінематичної взаємодії з ними троса через проміжні елементи - платформу та пружні стрижні. Загальний вигляд кріплення представлено на фіг. 1, а деталізація його елементів - на фіг. 2 та 3. На ділянках стійкої покрівлі 1 знаходяться анкери 2 з встановленими на них фіксаторами 3 та 4. Трос 5 перегнуто вдвічі і петля закріплена в першому фіксаторі 3, а вільні кінці - в другому фіксаторі 4. Робоча ділянка троса, яка опосередковано через затяжку 6 взаємодіє з контуром виробки, розміщена в проміжку між анкерами. На вказаній ділянці, поруч з другим фіксатором 4, розміщена платформа 7. Для закріплення фіксаторів 3 та 4 на різьбовій частині анкерів 2 встановлено гайки 8. Спільними елементами фіксаторів 3 та 4 є паралельні жорсткі пластини: нижня 9 та верхня 10, що скріплені болтами 11, а також розміщені між пластинами піддатливі розпірні елементи 12, пропущені через проміжну пластину 13. На болтах, що контактують з тросом 5, встановлено кільця 14. На другому фіксаторі 4 додатково закріплено вертикальні напрямні 15, виконані, наприклад, в виглядів шпильок. На них розміщено перший 16 та другий 17 вантажні сигнальні елементи, що з'єднані гнучкою тягою 18 з нижньою пластиною фіксатора. Платформа 7 виконана в вигляді паралелепіпеда з чотирма наскрізними паралельними отворами. Через два з них пропущені паралельні ланки зігнутого вдвічі троса 5. Для фіксації положення платформи на тросі служать гвинти 19. Через інші два отвори в платформі пропущено пружні стрижні 20, вільні кінці яких вставлено в отвори на вантажних сигнальних елементах 16 та 17. Положення стрижнів у вихідному положенні вибрано таким чином, щоб для першого з них довжина відрізку між входом в отвір першого вантажного сигнального елемента 16 та кінцем стрижня була мінімально можливою для утримання елемента на вертикальній напрямній, а для другого, що вставлений в отвір другого вантажного сигнального елемента 17 довша на величину максимально допустимої поздовжньої деформації робочої ділянки троса. 1 UA 89125 U 5 10 15 20 25 Фіксацію положення стрижнів 20 відносно платформи 7 здійснюють гвинтами 21. Необхідність пружних властивостей стрижнів 20 викликана втратою співвісності отворів в платформі та вантажних сигнальних елементах при деформації троса в процесі роботи кріплення. Величина вихідного зазору між пластинами 9 та 10, що визначається висотою піддатливих розпірних елементів 12, має бути приблизно на 20 % більша діаметра троса 5, а висота кілець 14 та товщина проміжної пластини 13 - приблизно на 20 % менша. Такі параметри забезпечують легке переміщення троса через фіксатори при монтажі конструкції та його надійне защемлення при затисканні фіксаторів гайками 8. Фіг. 1-3 відображають стан кріплення безпосередньо після виконання монтажу. При цьому трос 5 попередньо натягнутий з зусиллям, дещо меншим від сили тертя в фіксаторі 4, яке в свою чергу гарантовано менше від розривного. Стабільність сили тертя троса в фіксаторі визначається незмінною довжиною його контакту зі стискаючими пластинами 9 та 10 та контрольованим, наприклад за допомогою динамометричного ключа, закручуванням гайки 8 при монтажі кріплення. Необхідне значення моменту сили визначають при стендових випробуваннях кріплення в лабораторних умовах. В процесі навантаження на робочу ділянку троса, сила його натягу зростає до критичного значення, при якому відбувається перехід кріплення в піддатливий режим за рахунок проковзування обох ланок троса 5 в фіксаторі 4. Цей момент фіксується спрацюванням першого вантажного сигнального елемента 16 за рахунок виходу відповідного стрижня з отвору в елементі при зміщенні закріпленої на тросі 5 платформи 7. При подальшій деформації контуру виробки зусилля натягу троса підтримується стабільним. При видовженні робочої ділянки троса до наперед заданої допустимої величини спрацьовує другий сигнальний вантажний елемент 17. Джерела інформації: 1. А. с. СРСР № 373421, Е21D 17/00. Опубл. 12.11.1973 р., бюл. № 14. 2. Карабань Д.Г. Опытно-промышленные испытания анкерно-тросовой крепи / Д.Т. Карабань, A.Л. Поляков, В.А Губанов, В.Я. Прушак // Маркшейдерия и недропользование № 3 (41), май-июнь 2009 г.-С. 31-34. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Анкерно-тросове кріплення, що містить попередньо натягнутий трос, закріплений фіксаторами на двох анкерах, встановлених на ділянках стійкої покрівлі, а також затяжку, розміщену між тросом та покрівлею виробки, яке відрізняється тим, що перший фіксатор з'єднаний з тросом жорстко, а другий з'єднаний піддатливо і містить дві вертикальні напрямні, на яких розміщені вантажні сигнальні елементи з наскрізними горизонтальними отворами, а на робочій ділянці троса з боку другого фіксатора закріплено платформу з двома пружними стрижнями, що пропущені в отвори вантажних сигнальних елементів. 2 UA 89125 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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 3