Металеве кріплення

Реферат: Металеве кріплення містить металевий несучий каркас, твірна поверхня якого відповідає контуру поверхні виробки. Каркас складається з кільцевих конекторів з отворами, в яких радіально закріплені шість штанг, кожна з них прикріплена до суміжно-розташованого конектора. UA 84932 U (12) UA 84932 U UA 84932 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої промисловості, а саме до області кріплення підземних гірничих виробок в умовах інтенсивного зсуву порід. Близьким технічним рішенням, прийнятим як аналог, є комбіноване кріплення, яке утворює разом з породами єдину несучу систему кріплення-порода. Анкери, залучаючи в роботу приконтурні ділянки порід, зменшують концентрацію напружень у поверхневому шарі виробки і сприяють їх збереженню. (Гірничий журнал. 06.06.1975. Кріплення транспортних і вантажнодоставних виробок при системі підповерхового обвалення з застосуванням самохідного устаткування. А.А. Єгорочкін та ін.). Недоліками відомого способу кріплення є технологічні обмеження за часом на початок проведення вибухових робіт, пов'язані з придбанням достатньої міцності розчину, що закріплює анкери i набризкбетон, і встановлення кріплення до моменту відсутності значного розшарування породи, а також необхідністю зведення кріплення з мінімально можливим відставанням від забою, що викликає необхідність укладання набризкбетону на початку зміни перед прибиранням гірничої маси та бурінням шпурів для продовження терміну твердіння бетону до моменту вибуху в забої. Найбільш близьким технічним рішенням, прийнятим як прототип, є каркас металевого податливого рамного аркового кріплення, яке складається з верхняка аркової форми, криволінійних стійок, виготовлених з металевого профілю СВП, хомутів з'єднання, стяжок. Стійки з'єднані з верхняком у вузлах податливості так, що мають можливість пересуватись. Хомути з'єднання складаються з планок з отворами, кріпильних скоб П-подібної форми з різьбовими кінцями, пропущеними через отвори планок із закріпленими гайками. Для стійкості рами кріплення з'єднані між собою стяжками. (Гірничий журнал. 07.07.1979. Удосконалення конструкцій металевих кріплень і механізація їх зведення. І.С. Зіцер та ін.). Недоліками відомого способу є відсутність системних силових зв'язків між рамами, так як міжрамні стяжки застосовують для підвищення вертикальної стійкості рам, що виключає можливість перерозподілу локальних концентрацій напружень по каркасу кріплення; нещільна забутовка простору між оголеною поверхнею виробки і кріпленням, що не запобігає утворенню тріщин у масиві порід навколишньої виробки; підтримання рам у строгій вертикальній позиції, що не здійснимо при проведенні вибухових робіт в умовах виробленого простору; геометричні і силові параметри кріплення приймають за типовими перерізами, що не враховує фактичні контури виробок; громіздкість конструкції; висока металоємність; складності та трудомісткості доставки у забій і зведення металевого рамного кріплення; великого аеродинамічного опору руху повітря проточної вентиляції. Задачею корисної моделі є створення металевого кріплення для огорожі і підтримки контуру виробленого простору за рахунок використання системо-оболонкового каркаса, основним структурним елементом якого є кільцевий конектор з отворами, пов'язаний шістьма радіальними штангами з іншими конекторами, які спільно утворюють силові взаємопов'язані багатокутники, що дозволяють перерозподіляти локальні концентрації напружень по каркасу кріплення. Технічний результат, що забезпечує рішення задачі, полягає у підвищенні опору діючим навантаженням гірських порід, забезпеченні міцності й стійкості каркаса системо-оболонкового кріплення, завдяки виключенню режиму високих локальних напружень, а також у збільшенні функціональних можливостей за рахунок розширення діапазону обмеження перенапруг у напрямку зниження їх рівнів. Соціальний результат полягає в суттєвому зменшенні фізичних навантажень за рахунок значного зниження металоємності підніманих і переміщуваних елементів кріплення, спрощення технології його зведення, підвищенні швидкості проходки гірничої виробки, зменшенні витрат на виготовлення, транспортування та зведення кріплення. Поставлена задача вирішується тим, що системо-оболонкове кріплення включає металевий несучий каркас, твірна поверхня якого відповідає контуру поверхні виробки. Відповідно з корисною моделлю, каркас складається з кільцевих конекторів з отворами, в яких за допомогою різьбового з'єднання радіально закріплено шість штанг, кожна з яких закріплена до суміжно-розташованого конектора. Для зниження напружень в елементах кріплення при динамічному впливі гірських порід на штанзі з внутрішньої і зовнішньої сторін конектора розміщені амортизатори і закріплені шайбами з гайками. На фіг. 1 зображена принципова схема каркаса системо-оболонкового кріплення, на фіг. 2 кільцевий конектор у зборі, на фіг. 3 - штанга осередку в зборі, на фіг. 4 - початковий етап зведення каркаса системо-оболонкового кріплення. Каркас системо-оболонкового кріплення включає в себе кільцеві конектори 1 з отворами, які радіально з'єднані між собою штангами 2, різьбові з'єднання на штангах виходять через отвори 1 UA 84932 U 5 10 15 20 25 30 35 конекторів за внутрішні і зовнішні контури конекторів, з внутрішніх і зовнішніх сторін конекторів розміщені амортизатори 3, які закріплені гайками 4 із шайбами 5. Установку кріплення виконують наступним чином. По підошві виробки 6, у місці сполучення підошви й стінки виробки, формують лунку 7, глибиною, що дорівнює половині діаметра конектора 1 без урахування половини діаметра штанги. На відстані, рівній довжині штанги в закріпленому стані між конекторами, за ходом формування кріплення уздовж виробки формують такі ж лунки. На штангу, з обох кінців, нагвинчують гайки 4 до закінчення різьби, встановлюють шайби 5 та амортизатори 3. У лунки 7 поміщають конектори 1, а в їх отвори вставляють підготовлені до монтажу штанги 2. На кінці штанг 2, що виходять у внутрішню частину конекторів 1, монтують амортизатори 3, шайби 5 і нагвинчують гайки 4. Таким же способом кріплять між собою конектори і штанги наступних двох осередків, які утворюють першу ланку кріплення. Сформовану ланку підтримують телескопічною штангою за рахунок упора в підошву виробки і верхню штангу ланки під кутом, не менше 45°. Кут нахилу телескопічної штанги, у міру зведення кріплення до стелини, збільшують послідовно до 90°. Метричним шаблоном встановлюють відстань між конекторами. У разі розмірної невідповідності відстані між конекторами відстань нівелюють гайками і остаточно нагвинчують динамометричним ключем до положення, що забезпечує достатній силовий контакт амортизаторів з конекторами. Відстань між кріпленням і стінкою виробки витримують достатньою для розміщення між ними затягування. Початок установки затягування слід виконувати при остаточному формуванні першої ланки кріплення. Подальше зведення системооболонкового кріплення послідовно продовжують угору до стелини виробки на ширину однієї ланки і далі від стелини вниз по протилежній стінці до підошви виробки. При зведенні двох та більше ланок стійкість їх забезпечують, як мінімум, двома штангами. Підтримку ланок кріплення при зведенні виконують також анкерними штангами. Усередині першого конектора 8 другої ланки розміщують і закріплюють звичайним способом анкерну штангу. При подальшому зведенні кріплення кожний перший конектор наступної ланки закріплюють анкерною штангою. Після завершення зведення кріплення на ширину однієї ланки по контуру виробки подальше підтримання наступних ланок не виконується. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Металеве кріплення, що містить металевий несучий каркас, твірна поверхня якого відповідає контуру поверхні виробки, яке відрізняється тим, що каркас складається з кільцевих конекторів з отворами, в яких радіально закріплені шість штанг, кожна з них прикріплена до суміжнорозташованого конектора. 2. Кріплення за п. 1, яке відрізняється тим, що на штанзі з внутрішньої і зовнішньої сторін конектора розміщені амортизатори. 2 UA 84932 U 3 UA 84932 U 4 UA 84932 U 5 UA 84932 U Комп’ютерна верстка С. Чулій 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