Вузол піддатливості рамно-анкерного кріплення гірничих виробок

Реферат: Вузол піддатливості рамно-анкерних кріплень гірничих виробок містить верхню та нижню деталі з профілю СВП (або іншого профілю), причому верхня деталь накладена на нижню з припуском, анкер, розміщений у шпурі, що пробурений у гірничому масиві, та зафіксований у шпурі тим чи іншим способом, причому на кінці анкера, що знаходиться у гірничій виробці, нарізано різьбу, його зігнуто. Кінець анкера, що знаходиться у гірничій виробці, зігнуто так, що контур вигину являє собою П-подібну скобу, у якій розміщуються верхня та нижня деталі з профілю СВП (або іншого профілю) накладені одна на одну. При цьому вказані деталі стискуються між собою пластиною з отворами, що розміщена на двох гілках зігнутого кінця, між деталями з профілю СВП (або іншого профілю) та гірничим масивом, закручуванням двох гайок, що накручені на гілки зігнутого кінця анкера. UA 70958 U (54) ВУЗОЛ ПІДДАТЛИВОСТІ РАМНО-АНКЕРНОГО КРІПЛЕННЯ ГІРНИЧИХ ВИРОБОК UA 70958 U UA 70958 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої справи, зокрема до кріплень гірничих виробок. Відомий вузол піддатливості кріплень гірничих виробок, що описаний у [1], с. 52, рис. 3.4.б. Цей вузол є вузлом піддатливості рамного кріплення АП-3, яке включає у себе верхняк та дві стійки, виконані з профілю СВП, причому верхняк накладається поверх стійок з деяким припуском, що створює можливість деформації арки без її руйнування, тобто створює можливість роботи арки у режимі піддатливості. Вказаний вузол піддатливості включає у себе дві П-подібні скоби, виконані зі сталевого круга з різьбою на кінцях, вони з'єднують між собою верхняк та стійки, дві планки з отворами, що вставляються у скоби, та чотири гайки, які накручуються на скоби, притискають планки до стійок, стискуючи їх між собою. Подібні вузли піддатливості кріплення гірничих виробок використовуються на шахтах України та інших країн. Вказаний вузол піддатливості ненадійний у роботі, дорогий у виготовленні. Рами кріплення з подібними вузлами піддатливості зовсім не зв'язані з масивом, що їх оточує, що не дозволяє використовувати його (масиву), несучу спроможність. Найбільш близьким до вузла піддатливості, що заявляється, є вибраний за прототип „Кріплення підготовчих виробок" за авторським свідоцтвом колишнього СРСР № 1208255 [2]. Це кріплення включає у себе верхняк та дві стійки, виконані з профілю СВП, причому верхняк накладається поверх стійок з деяким припуском, а також анкери, що вставляються у шпури, пробурені в гірничому масиві, та фіксуються у шнурах тим чи іншим способом. Вузол піддатливості цього кріплення включає у себе дві скоби, дві планки та чотири гайки, а також Гподібну планку з отворами під скоби вузла піддатливості та двох анкерів (які також є, у даному випадку, складовою частиною вузла піддатливості), що оснащені шайбами зі скосами, які взаємодіють з фланцями профілю СВП верхняка. При цьому Г-подібна планка встановлюється з можливістю взаємодії її тортового ребра з шайбами та торцем верхняка. Вказаний вузол піддатливості має суттєві недоліки. Він ненадійний у експлуатації, складний у виготовленні, має велику вартість, позаяк у конструкції вузла піддатливості цього кріплення передбачена наявність, крім двох скоб, двох планок та чотирьох гайок, ще двох анкерів з шайбами зі скосами, та гайками (по шайбі та гайці на анкер). Спільними суттєвими ознаками кріплення, прийнятого за прототип, та корисної моделі, що заявляється, є наявність деталей кріплення, виконаних з профілю СВП, що складають вузол піддатливості, а також наявність шпурів, пробурених у гірничому масиві, та розміщених у них анкерів, що зафіксовані у шпурах тим чи іншим способом. Технічний результат корисної моделі, що заявляється, полягає у створенні простого у виготовленні та у монтажі, надійного у роботі вузла піддатливості рамно-анкерних кріплень гірничих виробок. Причиною, що перешкоджає отриманню вказаного технічного результату за прототипом, є ненадійність, складність у виготовленні цього вузла піддатливості, велика вартість та відсутність його зв’язку з оточуючим масивом. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлена задача удосконалення вузла піддатливості рамно-анкерних кріплень гірничих виробок, виконаних з профілю СВП, що включає у себе дві деталі, виконані з профілю СВП, причому верхня деталь накладається поверх нижньої з припуском, що створює можливість деформації кріплення без його руйнування, тобто створює можливість роботи кріплення у режимі піддатливості, а також фігурний анкер з різьбою на кінці, який вставляється у шпур, пробурений в гірничому масиві, анкер фіксується у шпурі тим чи іншим способом, причому його кінець, що знаходиться у виробці, виконано гнутим, у вигляді П-подібної скоби, зверненої кінцями до гірничого масиву. На вказаному кінці нарізається різьба розрахункових розмірів, він (кінець) охоплює верхню та нижню деталі, виконані з профілю СВП, на вказаному кінці встановлюється металева планка з отворами, у які вставлено дві гілки П-подібного кінця анкера так, що вказана планка замикає верхню та нижню деталі, виконаних з профілю СВП, тобто створює власне вузол піддатливості. На обох гілках П-подібного кінця анкера, вище планки, нагвинчено по одній гайці, які притискають планку до верхньої та нижньої деталей, виконаних з профілю СВП, причому у місці розташування вузла піддатливості контур вибраного гірничого масиву заглиблений приблизно на 100 мм, що необхідно для обслуговування різьбових з'єднань вузла. Використання анкерів, скомбінованих з вузлом піддатливості, що виконаний з профілю СВП, є спільною суттєвою ознакою корисної моделі, що заявляється, та прототипу. В той же час, як уже відзначалось, вузол піддатливості за прототипом має суттєві недоліки. Він ненадійний у експлуатації, складний у виготовленні, дорогий, позаяк у конструкції цього вузла піддатливості передбачена наявність, крім двох скоб, двох планок та чотирьох гайок, ще двох анкерів з шайбами зі скосами, та гайками (по шайбі та гайці на анкер). 1 UA 70958 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На відміну від прототипу, вузол піддатливості, що заявляється, виконано з використанням одного анкера, розміщеного у шпурі, пробуреному у гірничому масиві, та закріпленого у ньому тим чи іншим способом, причому його кінець, що знаходиться у виробці, виконано гнутим, у вигляді П-подібної скоби, зверненої кінцями до гірничого масиву, на вказаному кінці нарізається різьба розрахункових розмірів, він (кінець анкера) охоплює верхню та нижню деталі, виконані з профілю СВП, на вказаному кінці встановлюється металева планка з отворами, у які вставлено дві гілки П-подібного кінця анкера так, що вказана планка охоплює верхню та нижню деталі, виконані з профілю СВП, тобто створює власне вузол піддатливості. На обох гілках П-подібного кінця анкера, вище планки, нагвинчено по одній гайці, які притискають планку до верхньої та нижньої деталей, виконаних з профілю СВП, причому у місці розташування вузла піддатливості контур вибраного гірничого масиву заглиблений приблизно на 100 мм, його розміри - 4С X 2С де С - відстань від осі рами до осі шпуру під анкер. Вказане заглиблення необхідне для обслуговування різьбових з'єднань вузла. Суттєвими ознаками вузла піддатливості рамно-анкерного кріплення гірничих виробок, що заявляється, є наявність двох профілів СВП, що створюють власне вузол піддатливості, одного анкера, розміщеного у шпурі, що пробурений у гірничому масиві та зафіксований у шпурі тим чи іншим способом, причому його кінець, що знаходиться у виробці, виконано гнутим, у вигляді Пподібної скоби, зверненої кінцями до гірничого масиву. На вказаному кінці нарізається різьба розрахункових розмірів, він (кінець анкера) охоплює верхню та нижню деталі, виконані з профілю СВП, на вказаному кінці встановлюється металева планка з отворами, у які вставлено дві гілки П-подібного кінця анкера так, що вказана планка охоплює верхню та нижню деталі, виконані з профілю СВП, тобто створює власне вузол піддатливості. На обох гілках П-подібного кінця анкера, вище планки, нагвинчено по одній гайці, які притискають планку до верхньої та нижньої деталей, виконаних з профілю СВП, причому у місці розташування вузла піддатливості контур вибраного гірничого масиву заглиблений приблизно на 100 мм, його розміри - 4С X 2С де С - відстань від осі рами до осі шпуру під анкер. Вказане заглиблення необхідне для обслуговування різьбових з'єднань вузла. Ознаками, відмінними від прототипу, є: 1. Виконання кінця анкера гнутим, у вигляді П-подібної скоби, зверненої кінцями до гірничого масиву, на вказаному кінці нарізається різьба розрахункових розмірів, він (кінець анкера) охоплює верхню та нижню деталі, виконані з профілю СВП, на вказаному кінці встановлюється металева планка з отворами, у які вставлено дві гілки П-подібного кінця анкера так, що вказана планка охоплює верхню та нижню деталі, виконані з профілю СВП, тобто створює власне вузол піддатливості. На обох гілках П-подібного кінця анкера, вище планки, нагвинчено по одній гайці, які притискають планку до верхньої та нижньої деталей, виконаних з профілю СВП. 2. У місці розташування вузла піддатливості контур вибраного гірничого масиву заглиблений приблизно на 100 мм. Його розміри - 4С X 2С де С - відстань від осі рами до осі шпуру під анкер. Вказане заглиблення необхідне для обслуговування різьбових з'єднань вузла. 3. Наявність одного анкера (з різьбою на кінці), замість двох за прототипом, який скомбінований з вузлом піддатливості, дасть суттєву економію по матеріалх та працезатратам при використанні корисної моделі, що заявляється. Приведена сукупність нових суттєвих ознак вузла піддатливості металоанкерних кріплень гірничих виробок, що заявляється, є достатньою для усіх випадків, оскільки вирішує поставлену задачу. Так, виконання кінця анкера гнутим, у вигляді П-подібної скоби, зверненої кінцями до гірничого масиву, на кінці якого нарізана різьба розрахункових розмірів, причому кінець анкера охоплює верхню та нижню деталі, виконані з профілю СВП, а на вказаному кінці встановлюється металева планка з отворами, у які вставлено дві гілки П-подібного кінця анкера так, що вказана планка охоплює верхню та нижню деталі, виконані з профілю СВП, дає можливість створити вузол піддатливості, у якому П-подібний кінець анкера виконує роль Пподібної скоби у традиційних кріпленнях. Тобто у вузлі піддатливості, що заявляється, анкер одночасно виконує роль як власне анкер і як П-подібна скоба вузла піддатливості. На обох гілках П-подібного кінця анкера, вище планки, нагвинчено по одній гайці, які притискають планку до верхньої та нижньої деталей, виконаних з профілю СВП, що створює можливість роботи вузла у режимі піддатливості. Крім того, виконання анкера вказаної конструкції дасть можливість, з одної сторони, вузла піддатливості працювати у оптимальному для нього режимі, а з іншої сторони, дозволить, завдяки наявності анкера, використати для покращення роботи кріплення несучу спроможність гірничого масиву, що оточує виробку, що також дасть суттєву економію. 2 UA 70958 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Таким чином, впровадження пропонованого вузла піддатливості рамно-анкерних кріплень гірничих виробок, дозволить створити простий у виготовленні та експлуатації вузол піддатливості рамно-анкерних кріплень гірничих виробок з меншою вартістю та більшою надійністю у порівнянні з відомими. Подібні вузли піддатливості можна застосовувати при виготовленні кріплень як магістральних, так і виїмкових виробок вугільних (або інших) шахт, причому кріплення можуть мати як арочну, так і замкнену (наприклад кільцеву) форму. На основі приведеного можна зробити висновок, що нова сукупність суттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, має причинно-наслідковий зв’язок з результатом, що досягається. Корисна модель пояснюється кресленнями: - на фіг. 1 зображено арочне кріплення, виконане з профілю СВП, з застосуванням вузла піддатливості, що заявляється, у розрізі; - на фіг. 2 зображено місце і фіг. 1 (тобто власне вузол піддатливості); - на фіг. 3 зображено розріз А-А фіг. 2; - на фіг. 4 зображено вид Б фіг. 2; - на фіг. 5 зображено розріз В-В фіг. 3. Вузол піддатливості рамно-анкерних кріплень гірничих виробок включає (фіг. 1) нижню 1 та верхню 2 деталі кріплення, виконані з профілю СВП, що є несучими конструкціями, пробурений у гірничому масиві шпур 3 (фіг. 2), у якому розміщено та закріплено тим чи іншим способом анкер 4 з різьбою на кінці, причому кінець анкера, що знаходиться у виробці, має П-подібну форму, а гірничий масив у місці встановлення анкера має заглиблення розрахункових розмірів 5 (фіг. 5), причому на дві гілки вказаного кінця анкера встановлюється металева пластина 6 (фіг. 3) з отворами та нагвинчується по одній гайці 7 (фіг. 3) на кожну гілку, простір між металевою планкою 6 та масивом, що оточує виробку, заповнюється дерев'яним клином 8 (фіг. 3), а простір між нижньою та верхньою деталями кріплення та масивом, що оточує виробку, заповнюється затягується дерев'яною, або залізобетонною, або іншою затяжкою 9 (фіг. 2). Застосування вузла піддатливості рамно-анкерних кріплень гірничої виробки, що заявляється, дозволить створити простий у виготовленні та експлуатації вузол піддатливості кріплень гірничих виробок з меншою вартістю та більшою надійністю у порівнянні з відомими. Подібні вузли піддатливості можна застосовувати при виготовленні кріплень як магістральних, так і виїмкових виробок вугільних (або інших) шахт, причому кріплення можуть мати як арочну, так і замкнену (наприклад кільцеву) форму. Так, виконання кінця анкера гнутим, у вигляді П-подібної скоби, зверненої кінцями до гірничого масиву, на кінці якого нарізано різьбу розрахункових розмірів, причому кінець анкера охоплює верхню та нижню деталі, виконані з профілю СВП, а на вказаному кінці встановлюється металева планка з отворами, у які вставлено дві гілки П-подібного кінця анкера так, що вказана планка охоплює верхню та нижню деталі, виконані з профілю СВП, дає можливість створити вузол піддатливості, у якому П-подібний кінець анкера виконує роль Пподібної скоби у традиційних кріпленнях. Тобто у вузлі піддатливості, що заявляється, анкер одночасно виконує роль як власне анкер і як П-подібна скоба вузла піддатливості. На обох гілках П-подібного кінця анкера, вище планки, нагвинчено по одній гайці, які притискають планку до верхньої та нижньої деталей, виконаних з профілю СВП, що створює можливість роботи вузла у режимі піддатливості. Крім того, виконання анкера вказаної конструкції дасть можливість, з одної сторони, вузла піддатливості працювати у оптимальному для нього режимі піддатливості, а з іншої сторони, дозволить, завдяки наявності анкера, використати для покращення роботи кріплення несучу спроможність гірничого масиву що оточує виробку, що також дасть суттєву економію. Таким чином, застосування вузла піддатливості рамно-анкерних кріплень гірничих виробок , що пропонується, дозволить створити простий у виготовленні та експлуатації вузол піддатливості кріплень гірничих виробок з меншою вартістю та більшою надійністю у порівнянні з відомими. Підготовка вузла піддатливості кріплень гірничих виробок, що заявляється, до роботи та його робота в умовах, наприклад, вугільної шахти, здійснюється наступним чином: нижня 1 та верхня 2 деталі кріплення доставляються до місць встановлення анкерів у гірничій виробці. Перед встановленням нижньої 1 та верхньої 2 деталей кріплення, що є несучими конструкціями, та виконані з профілю СВП, у гірничому масиві, в потрібній точці, на розрахункову глибину, буряться шпури 3, у яких буде розміщено П-подібні анкери 4 з різьбою на кінці. Перед встановленням анкерів 4 у гірничому масиві виконується заглиблення розрахункових розмірів 5. Перед встановленням анкера 4 у шпур 3 на його гілку, що заводиться у шпур, до кінця різьби загвинчується гайка 7, а далі (у отвір) встановлюється металева пластина з отворами 6, далі встановлена пластина 6 другим отвором вставляється у другу (коротку) гілку анкера, після чого 3 UA 70958 U 5 10 15 20 25 на коротку гілку анкера, зверху пластини, нагвинчується друга гайка 6. Далі анкер 4 з встановленими на ньому планкою 6, та гайками 7 заводиться у шпур 3 та фіксується у ньому тим чи іншим способом. Далі у замок, що утворився, встановлюються нижня 1 та верхня 2 деталі кріплення. Гайки 7 максимально загвинчуються, простір між планкою 6 та гірничим масивом заповнюється дерев'яним клином 8, а простір між нижньою та верхньою деталями кріплення та масивом, що оточує виробку, заповнюється затягується дерев'яною або залізобетонною, або іншою затяжкою 9. Вузол піддатливості готовий до експлуатації. При сприйманні кріпленням (а значить і вузлом піддатливості) гірничого тиску, воно зменшується у розмірах (деформується) за рахунок ковзання профілів СВП у вузлі, але профілі не розходяться, тому що їх стримує сила затяжки гайок, нагвинчених на гілки анкера, цим забезпечується піддатливість кріплення гірничої виробки та надійність її (виробки) роботи за рахунок застосування анкера. Таким чином, застосування вузла піддатливості кріплень гірничих виробок що пропонується, дозволить створити простий у виготовленні та експлуатації вузол піддатливості рамно-анкерних кріплень гірничих виробок з меншою вартістю та більшою надійністю у порівнянні з відомими. Подібні вузли піддатливості кріплень гірничих виробок можуть бути виготовлені та використані при кріпленні гірничих виробок як окремими шахтами, так і об'єднаннями вугільних (або інших) видобувних підприємств, при централізації виготовлення та постачання вузлів окремим шахтам, а також виготовлятись організаціями середньої потужності будь-якої форми власності. Джерела інформації: 1. Каретников В.Н., Клейменов В.Б., Нуждихин А.Г. Крепление капитальных и подготовительных горных выработок. М.: Недра, 1989. 2. Авторское свидетельство СССР № 1208255 кл. Е 21 D 11/14. Крепь подготовительных выработок. 1984. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 1. Вузол піддатливості рамно-анкерних кріплень гірничих виробок, що містить верхню та нижню деталі з профілю СВП (або іншого профілю), причому верхня деталь накладена на нижню з припуском, анкер, розміщений у шпурі, що пробурений у гірничому масиві, та зафіксований у шпурі тим чи іншим способом, причому на кінці анкера, що знаходиться у гірничій виробці, нарізано різьбу, його зігнуто, який відрізняється тим, що кінець анкера, що знаходиться у гірничій виробці, зігнуто так, що контур вигину являє собою П-подібну скобу, у якій розміщуються верхня та нижня деталі з профілю СВП (або іншого профілю) накладені одна на одну, причому вказані деталі стискуються між собою пластиною з отворами, що розміщена на двох гілках зігнутого кінця, між деталями з профілю СВП (або іншого профілю) та гірничим масивом, закручуванням двох гайок, що накручені на гілки зігнутого кінця анкера. 2. Вузол піддатливості рамно-анкерних кріплень гірничих виробок за п. 1, який відрізняється тим, що після виконання шпуру під анкер у гірничому масиві виконується заглиблення глибиною 100 мм прямокутної форми, розрахункових розмірів, причому вісь по короткій стороні вказаного прямокутника співпадає з віссю рами кріплення виробки, а вісь по довгій стороні проходить через вісь шпуру. 4 UA 70958 U 5 UA 70958 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 6