Затяжка для рамних кріплень гірничих виробок

Реферат: UA 79718 U UA 79718 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої справи, до охорони гірничих виробок зокрема до міжрамних огороджень, вона може бути використана у гірничодобувних галузях виробництва. Відомі конструкції міжрамних огороджень гірничих виробок, що закріплені рамними кріпленнями. Відомі залізобетонні затяжки у вигляді плити з виступом [1]. Відома також затяжка шахтна залізобетонна що виготовляється згідно [2] з бетону, або шлакобетону, що прийнята за прототип. Вказана затяжка виконана у вигляді прямокутної плити з плоскими сторонами, призначена для міжрамних огороджень боків та покрівлі гірничих виробок вугільних шахт. її розміри - 1000×200×50 мм. Вздовж площини симетрії встановлена металева сітка. Вказана затяжка, як показала практика використання подібних конструкцій на шахтах Західного Донбасу, має малу несучу спроможність, ці затяжки не витримують дію гірничого тиску, вони руйнуються. Спільними суттєвими ознаками прототипу та корисної моделі, що заявляється, є наявність у обох конструкціях прямокутної (у плані) форми, їх однакові товщина та ширина, виготовлення їх обох з бетону, або шлакобетону, а також наявність у обох металевої сітки, Технічний результат корисної моделі, що заявляється, полягає у створенні надійної у роботі затяжки, характеристики якої забезпечать охорону міжрамного простору виробок, що закріплені металевими рамами. Причиною, що перешкоджає отриманню вказаного технічного результату за прототипом, є нераціональність форми такої затяжки, її мала несуча спроможність. В основу корисної моделі, що заявляється, покладено задачу удосконалення конструкції затяжки, що служить для охорони міжрамного простору гірничих виробок, що закріплені металевими рамами, здебільшого з профілю СВП. В умовах роботи, наприклад, вугільних шахт, суттєву роль відіграє надійність охорони простору між рамами, що служать кріпленням гірничих виробок. Практика спорудження та експлуатації виробок на шахтах Західного Донбасу, що були закріплені металевими рамами, свідчить, що конструкція затяжок, виготовлених за прототипом, їхня форма та характеристики не відповідають вимогам сучасності. Пропонується виконання затяжки у вигляді прямокутника (у плані) довжиною, що дорівнює кроку встановлення рамного кріплення (А), шириною 200 мм, та товщиною 50 мм, з бетону або шлакобетону, кінці якого з обох сторін (по 100 мм), виконано прямими, а середня частина виробу виконана, якщо дивитися на затяжку спереду, у вигляді дуги, що має ту ж товщину, що і прямі кінці виробу, а внутрішній діаметр її дуги дорівнює Rв=1,662 A, (1) де А - це крок встановлення рамного кріплення. Як показують розрахунки, при такому співвідношенні робота затяжки буде найбільш ефективною. При дії гірничого тиску на затяжку, виконану за прототипом, гірничий тиск діє на неї під кутом 90°, тобто все зусилля тиску сприймається затяжкою безпосередньо, тобто Рг.т. (сила гірничого тиску) на 100 % сприймається затяжкою, вона працює як прямолінійна балка. При дії гірничого тиску на затяжку, що заявляється, тиск розкладається на нормальну (Рн) та дотичну (Рд) складові, α - кут між віссю симетрії затяжки та радіусом, що з'єднує центр дуги затяжки з точкою, у якій вичислюється гірничий тиск, тобто: Рн = Рг.т. cosα (2) Рд = Рг.т sinα (3) Таким чином, зусилля гірничого тиску, що буде сприйматися затяжкою, що заявляється, безпосередньо по нормалі, буде меншим, ніж зусилля, яке сприймається затяжкою за прототипом на величину cosα. Така форма затяжки, як показують розрахунки, дає позитивний результат, Зусилля, що буде сприйматися затяжкою, що заявляється, буде меншим, ніж зусилля, що сприймається затяжкою за прототипом. Крім того, розміщення металевої сітки виробу у зоні стиснення, посередині між внутрішніми волокнами затяжки, та її нейтральною віссю (Rн), також дасть позитивний результат, позаяк вказану металеву сітку буде розміщено більш раціонально. Форма виробу, що заявляється, а також пропоноване розташування металевої сітки, приведе до суттєвого покращення несучої спроможності затяжки, до її більшого опору гірничому тиску, що буде сприяти більш ефективному збереженню гірничих виробок. Наявність у обох конструкціях прямокутної (у плані) форми, однакові довжина, товщина та ширина виробу, виготовлення їх обох з бетону, або шлакобетону, а також наявність у обох металевої сітки є спільними суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, та прототипу. 1 UA 79718 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Затяжки, виготовлені за прототипом, мають нераціональну форму, а розміщення металевої сітки у площині симетрії зменшує несучу спроможність конструкції. Ці недоліки приводить до малої надійності міжрамних огороджень металевих рамних кріплень, виконаних за прототипом, часто такі міжрамні огородження, під дією гірничого тиску руйнуються. На відміну від прототипу, конструкція кріплення, що заявляється, більш раціональна, вона включає у себе затяжку у вигляді прямокутника (у плані) довжиною, що дорівнює кроку встановлення рамного кріплення (А), шириною 200 мм, та товщиною 50 мм, виготовлену з бетону або шлакобетону, кінці якої з обох сторін (по 100 мм), виконано прямими, а середня частина виробу виконана, якщо дивитися на затяжку спереду, у вигляді дуги, що має ту ж товщину, що і прямі кінці виробу, а внутрішній діаметр її дуги дорівнює Rв=1,662 А, де А - це крок встановлення рамного кріплення. Така форма затяжки, як показують розрахунки, має позитивний результат, зусилля, яке буде сприйматися затяжкою, що заявляється по нормалі, буде меншим, ніж зусилля, що сприймається затяжкою за прототипом. Крім того, розміщення металевої сітки затяжки у зоні стиснення, посередині між внутрішніми волокнами затяжки, та її нейтральною віссю, також дасть позитивний результат, позаяк вказану металеву сітку буде розміщено більш раціонально - у зоні стиснення. Вищезазначене підтверджується практикою роботи подібних між рамних огороджень в умовах шахт Західного Донбасу. Впровадження вказаних суттєвих ознак кріплення, що заявляється, дозволить створити надійне, просте у виготовленні та експлуатації міжрамне огородження для гірничих виробок, закріплених рамними кріпленнями. Суттєвими ознаками затяжки, що заявляється, є: 1. Виконання середньої частини виробу, якщо дивитися на затяжку спереду, у вигляді дуги, внутрішній діаметр якої дорівнює Rв - 1,662 А, де А - це крок рамного кріплення. Така форма затяжки, як показують розрахунки, дає позитивний результат, зусилля, яке буде сприйматися затяжкою що заявляється по нормалі, буде меншим, ніж зусилля, що сприймається затяжкою за прототипом. 2. Розміщення металевої сітки у зоні стиснення, посередині між внутрішніми волокнами затяжки, та її нейтральною віссю, також дасть позитивний результат, позаяк вказану металеву сітку буде розміщено більш раціонально - у зоні стиснення. Ознаками, відмінними від прототипу, являються: 1. Виконання середньої частини виробу, якщо дивитися на затяжку спереду, у вигляді дуги, що має ту ж товщину, що і прямі кінці виробу, а внутрішній діаметр її дуги дорівнює Rв=1,662 А, де А - це крок встановлення рамного кріплення. 2. Розміщення металевої сітки посередині між внутрішніми волокнами затяжки, та її нейтральною віссю, , також дасть позитивний результат, позаяк вказану металеву сітку буде розміщено більш раціонально - у зоні стиснення. Приведені нові суттєві ознаки кріплення, що заявляється, є достатніми для усіх випадків, оскільки вирішують поставлену задачу. Так, при роботі затяжки, що заявляється, зусилля, яке буде сприйматися нею по нормалі, буде меншим, ніж зусилля, що сприймається затяжкою за прототипом. Крім того, розміщення металевої сітки у зоні стиснення, посередині між внутрішніми волокнами затяжки, та її нейтральною віссю, також дасть позитивний результат, позаяк вказану металеву сітку буде розміщено більш раціонально - у зоні стиснення, тобто несуча спроможність затяжки збільшиться. Таким чином, впровадження пропонованої "Затяжки для рамних кріплень гірничих виробок" дозволить створити міжрамне огородження більшої надійності, просте у виготовленні та експлуатації 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 гірничої виробки, закріпленої рамним арочним піддатливим кріпленням, з застосуванням затяжки для рамних кріплень гірничих виробок - на фіг. 2 зображено розріз А-А фіг. 1 - на фіг. 3 зображено вид затяжки спереду - на фіг. 4 зображено вид затяжки збоку - на фіг. 5 зображено вид затяжки зверху Затяжка для рамних кріплень гірничих виробок включає (фіг. 1) затяжки 1, що встановлюються по периметру виробки (вигином у сторону масиву), закріпленої рамним металевим кріпленням з кроком кріплення А (фіг. 2). Затяжка 1 (фіг. 3), якщо дивитися на неї 2 UA 79718 U 5 10 15 20 25 30 35 40 зверху, виконана у вигляді прямокутника довжиною, що дорівнює кроку встановлення рамного кріплення, тобто А, шириною 200 мм, та товщиною 50 мм, з бетону або шлакобетону, кінці затяжки - 2 (з обох сторін по 100 мм), виконано прямими, а середня частина затяжки - 3, якщо дивитися на неї спереду (фіг. 4) виконана, у вигляді дуги, що має ту ж товщину, що і прямі кінці затяжки, а внутрішній діаметр її волокон дорівнює Rв=1,662 А, де А - це крок встановлення рамного кріплення. Крім того, у тілі затяжки, посередині між внутрішніми волокнами затяжки, та її нейтральною віссю, встановлюється металева сітка 4 виконана зварюванням сталевого дроту (фіг. 5), а простір між затяжкою та гірничим масивом 5 забутовується породою з прохідницького забою, або (для найбільш відповідальних виробок) тампонується. Застосування затяжки, що заявляється у якості міжрамного огородження виробок, закріплених рамним металевим кріпленням, дозволить створити надійне, просте у виготовленні та експлуатації міжрамне огородження. Так, при виконанні рамних кріплень кроком 1000 мм, тобто при виконанні Rв=1662 мм., при роботі затяжки, що заявляється, зусилля, яке буде сприйматися нею по нормалі, , буде меншим, ніж зусилля, що сприймається затяжкою за прототипом. Крім того, металева сітка, що розміщена у зоні стиснення, посередині між внутрішніми волокнами затяжки, та її нейтральною віссю, також підвищить несучу спроможність затяжки, що заявляється. Таким чином, впровадження пропонованої затяжки у якості міжрамного огородження виробок, закріплених рамним металевим кріпленням, дозволить створити міжрамне огородження більшої надійності, просте у виготовленні та експлуатації. Підготовка затяжок, що заявляється, до роботи та їх робота в умовах, наприклад, вугільної шахти, здійснюється наступним чином: виконуються розрахунки кроку рам кріплення, на поверхні виготовляється необхідна кількість затяжок 1 розрахункової довжини. Далі необхідна (розрахункова) кількість затяжок 1 у вагонетках або на платформах доставляється у гірничу виробку, що споруджується, та складається у виробці згідно паспорта спорудження виробки. Після здійснення прохідницьким комбайном (або іншим способом) відбійки породи та його (комбайну) відходу, з подальшим встановленням рам кріплення, робітники починають встановлення міжрамного огородження, тобто затяжок 1, з наступною забутівкою, або тампонажем закріпного простору 5. Міжрамне огородження готове до роботи. Завдяки впровадженню затяжок, що заявляються, у якості міжрамного огородження виробок, закріплених рамним металевим кріпленням, буде створено надійне міжрамне огородження, просте у виготовленні та експлуатації. Ефективність затяжок, що заявляються, підтверджується практикою їх використання на шахтах Західного Донбасу. Подібні затяжки 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 любої форми власності. Джерело інформації: 1. Авторське свідоцтво колишнього СРСР № 381777, Ε 21D 11/15 2. ТУ У 12.05803867.003-99 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 1. Затяжка для рамних кріплень гірничих виробок, виготовлена у вигляді прямокутника у плані, довжиною, що дорівнює кроку встановлення рамного кріплення, з розрахунковими значеннями її ширини та товщини, виконана з бетону або шлакобетону, яка відрізняється тим, що її кінці з обох боків по 100 мм виконано прямими, а середня частина виробу, якщо дивитися на затяжку спереду, виконана у вигляді дуги, що має ту ж товщину, що і прямі кінці затяжки, а внутрішній діаметр вказаної дуги дорівнює 1,662 А, де А - це крок встановлення рамного кріплення. 2. 3атяжка для рамних кріплень гірничих виробок за пунктом 1, яка відрізняється тим, що у тілі затяжки, у зоні стиснення, посередині відстані між крайніми внутрішніми волокнами затяжки та її нейтральною віссю, встановлюється металева сітка, виконана шляхом зварювання сталевого дроту. 3 UA 79718 U 4 UA 79718 U 5 UA 79718 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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