Шахтна затяжка

Реферат: UA 92664 U UA 92664 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої справи й може бути використана для кріплення гірничих виробок. Відома шахтна затяжка, що включає зварені ґрати з поздовжніх і поперечних прутів, додаткові ґрати й гнучку тканину, причому поздовжні й поперечні прути кожних ґрат з однієї сторони виконані з консолями для з'єднання ґрат між собою зварюванням по периметру, а гнучка тканина покладена між ґратами з можливістю вигину тканини між поздовжніми й поперечними прутами ґрат (АС СРСР № 1270351 А1, МПК E21D 11/15, опубл. 15.11.1986 p.). При використанні відомих шахтних затяжок має місце поздовжній і поперечний зсув відносно одна одної сусідніх затяжок, що приводить до можливого їхнього сповзання. Найбільш близьким аналогом пропонованої корисної моделі є шахтна затяжка, виконана у вигляді просторової конструкції, що складається із двох плоских ґрат з відповідно паралельними прямолінійними поздовжніми й поперечними прутами, і виконаних із прутів проміжних зиґзаґоподібних елементів з однаковими кутами в місцях вигину, рівними 30-60 і однаковими прямолінійними частинами, розташованих у площинах, перпендикулярних лежачим у горизонтальній площині осям поздовжніх прутів ґрат, і жорстко з'єднаних з поздовжніми прутами ґрат в місцях вигину, при цьому кінці поздовжніх прутів однієї з ґрат і кінці проміжних елементів оснащені гачками для з'єднання затяжок між собою (Патент UA, № 2236, МПК E21D 11/15, опубл. 26.12.1994 p.). Відомий пристрій не забезпечує досягнення необхідного технічного результату по наступних причинах. Висока несуча здатність затяжки забезпечується наявністю проміжних елементів, які здійснюють видалення однієї від іншої верхньої й нижньої поверхонь затяжки, тим самим збільшуючи момент інерції й підвищуючи жорсткість затяжки при вигині. Тим часом, кут у місцях вигину, рівний 30-60° між прямолінійними частинами проміжного елемента приводить до того, що при певних навантаженнях, особливо кососпрямованих, з боку бічних порід убік робочого простору виробки, проміжні елементи схильні до перекидання й втраті стійкості. У результаті вся конструкція втрачає жорсткість, і несуча здатність затяжки різко падає, не забезпечуючи необхідної надійності роботи виробу. А раптова втрата несучої здатності затяжок при їхній експлуатації в гірничих виробках може привести до небажаних наслідків. Існуюча схема з'єднання прутів затяжки між собою, коли проміжні елементи по черзі охоплюють поздовжні прути верхньої й нижньої ґрат з наступним приєднанням поперечних прутів суттєво ускладнює процес виробництва, вимагаючи допоміжних ручних операцій і складних додаткових пристосувань (кондукторів). Ще більш ускладнює процес виробництва затяжок необхідність виготовлення гачків на поздовжніх і проміжних прутах. Для цього необхідні як додаткові пристосування, так і додаткові трудомісткі операції, у тому числі ручні. Крім цього наявність виступаючих гачків приводить до того, що при складуванні й доставці затяжок до місця їх використання в гірничих виробках суттєва доля гачків ушкоджується, що робить скрутним або навіть неможливим подальше використання затяжок за призначенням. Такі конструктивні особливості затяжок забезпечують їхню високу травмонебезпеку як при виготовленні, так і при складуванні й доставці, і особливо при установці в обмеженому закріпному просторі гірничих виробок. Використання відомої шахтної затяжки для кріплення гірничих виробок, що перебувають під впливом значних сил гірського тиску, особливо на глибоких шахтах, носить чисто теоретичний характер, оскільки неможливо досягти передбаченого щільного прилягання затяжок їх гострими крайками поздовжніх граней. У результаті неможливо здійснити щільну забутовку закріпного простору виробки в зазначених умовах і, відповідно, поліпшені умови роботи кріплення. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення шахтної затяжки, в якій за рахунок конструктивних особливостей і їх параметрів забезпечується стійкість при збереженні високої несучої здатності, підвищення технологічності виготовлення й експлуатації, і зниження матеріало- і енергоємності. Поставлена задача вирішується тим, що в шахтній затяжці, виконаній у вигляді просторової конструкції, що складається із двох плоских ґрат з відповідно паралельними прямолінійними поздовжніми й поперечними прутами, і виконаних із прутів проміжних зиґзаґоподібних елементів з однаковими кутами в місцях вигину й однаковими прямолінійними частинами, розташованих у площинах, перпендикулярних лежачим у горизонтальній площині осям поздовжніх прутів ґрат, і жорстко з'єднаних з поздовжніми прутами ґрат у місцях вигину, згідно з корисною моделлю, зиґзаґоподібні елементи виконані з кутами в місцях вигину 85-110° і з'єднані з поздовжніми прутами ґрат так, що поздовжні прути ґрат розташовані з одного боку зиґзаґоподібного елемента, а поперечні прути ґрат розташовані між сусідніми зиґзаґоподібними елементами по одному по черзі на одній і на другій ґратах. 1 UA 92664 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Доцільно, щоб при установці затяжки в зоні високого гірського тиску вона була оснащена виконаним у вигляді ламаної лінії замковим з'єднанням, розташованим з боку торцевої частини між сусідніми зиґзаґоподібними елементами. Виконання зиґзаґоподібних елементів з кутами в місцях вигину 85-110° при заданих габаритах виробу забезпечує підвищення стійкості конструкції до перекидаючого впливу навантажень із боку породного гірського масиву, особливо кососпрямованих, підвищуючи надійність роботи при збереженні високої несучої здатності. Крім цього забезпечується спрощення виготовлення зиґзаґоподібного елемента, зниження витрати металу внаслідок зменшення його довжини й зниження числа поздовжніх і поперечних прутів, а також зниження числа точок зварювання, що приводить до підвищення технологічності виготовлення. Пропоноване з'єднання зиґзаґоподібних елементів з поздовжніми прутами ґрат забезпечує надійне з'єднання затяжок при їхній установці, виключаючи необхідність наявності гачків, що також приводить до підвищення технологічності виготовлення. Відсутність виступаючих елементів спрощує складування, пакетування й доставку затяжок, знижує відсоток браку при їхній установці. Крім цього відсутність виступаючих гачків різко знижує травмонебезпеку при обігу із затяжками при виготовленні, доставці й установці. Розташування поздовжніх прутів щодо зиґзаґоподібного елемента з одного боку забезпечує підвищення технологічності виготовлення через виключення додаткових перестановок кондуктора при зварюванні, що відкриває можливість потокового механізованого виготовлення як одноточковими так і багатоточковими зварювальними агрегатами, знижуючи трудомісткість і вартість. Також забезпечується підвищення надійності з'єднання поздовжніх прутів і зиґзаґоподібних елементів, тому що точка зварювання працює тільки на стиск, а не на відрив, що приводить до підвищення міцності всієї конструкції, не втрачаючи несучої здатності через руйнування з'єднання. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показана шахтна затяжка, загальний вид; на фіг. 2 - те ж, вид зверху; на фіг. 3 - переріз А-А на фіг. 2; на фіг. 4 - переріз ББ на фіг. 2; на фіг. 5 - схема розташування проміжних елементів щодо поздовжніх прутів; на фіг. 6 - фрагмент шахтної затяжки з замковим з'єднанням; на фіг. 7 - варіанти установки затяжок на рамах кріплення; на фіг. 8 - схема фрагмента з'єднання затяжок, вид збоку; на фіг. 9 - схема розташування затяжок при установці, вид зверху. Шахтна затяжка являє собою зварену просторову конструкцію, що складається з двох плоских верхньої й нижньої ґрат 1, 2 з відповідно паралельними прямолінійними поздовжніми прутами 3 і поперечними прутами 4. Ґрати 1, 2 рознесені друг щодо друга, утворюючи верхню й нижню площини затяжки, між якими розташовані проміжні зиґзаґоподібні елементи 5. Проміжні елементи 5 виконані із прутів у вигляді ламаної лінії з однаковими кутами в місцях вигину, рівними 85-110° і однаковими прямолінійними частинами. Проміжні зиґзаґоподібні елементи 5 розташовані в площинах, перпендикулярних лежачим у горизонтальній площині осям поздовжніх прутів 3 ґрат. Проміжні зиґзаґоподібні елементи 5 жорстко з'єднані з поздовжніми прутами ґрат 1, 2 у місцях вигину так, що поздовжні прути 3 ґрат розташовані з одного боку зиґзаґоподібного елемента 5 (фіг. 5), а поперечні прути 4 ґрат розташовані між сусідніми зиґзаґоподібними елементами на однаковій відстані від них по одному по черзі на одній і на другій ґратах. При цьому поздовжні прути верхніх ґрат 1 з'єднані із проміжним елементом у його вершинах, а поздовжні прути нижніх ґрат 2 - у западинах (фіг. 5). Для установки затяжки в зоні високого гірського тиску вона оснащена виконаним у вигляді ламаної лінії замковим з'єднанням 6, розташованим з боку торцевої частини між сусідніми зиґзаґоподібними елементами 5. Процес виготовлення затяжки складається з виготовлення її складових частин - плоских ґрат і проміжних елементів, і наступного складання. Плоскі ґрати 1, 2 з відповідно паралельними прямолінійними поздовжніми прутами 3 і поперечними прутами 4 виготовляються будь-яким з відомих способів. Перевагу слід віддавати автоматичним багатоточковим агрегатам, що забезпечують високу продуктивність із мінімальними витратами. Паралельно виготовляються проміжні зиґзаґоподібні елементи 5 на дротовогнуттєвих машинах, переважніше - автоматизованих. Остаточне складання затяжок здійснюється за допомогою найпростіших кондукторів, у яких установлюються спочатку проміжні елементи 5, потім дві готові ґрати (верхня - з поворотом на 180°). Потім усі частини з'єднуються разом за один прохід за допомогою багатоточкової зварювальної машини. Довжина затяжок повинна бути більше кроку кріплення, щоб забезпечити установку наступних рядів затяжок унаклад (фіг. 7). Приймається така довжина, щоб затяжка виходила за зовнішні краї рам, що затягаються, надійно опираючись на кріплення. Розташування поперечних прутів 4, коли вони по черзі кріпляться то до нижніх, то до верхніх ґрат, дозволяє 2 UA 92664 U 5 10 15 20 здійснити взаємне проникнення затяжок одна до одної за допомогою виступів, що чергуються, і западин проміжних елементів (фіг. 8), забезпечуючи їх надійне з'єднання, що перешкоджає зсуву затяжок друг щодо друга в поздовжньому й поперечному напрямку виробок. Для посилення зчеплення затяжок між собою при їхній установці в зоні підвищеного гірського тиску вони можуть оснащуватися додатковими замковими з'єднаннями 6 (фіг. 6). Установка затяжок у гірничих виробках здійснюється в такий спосіб. По мірі просування вибою підготовчої виробки встановлюється чергова рама 7 кріплення й жорстко з'єднується з раніше встановленою. У міжрамний закріпний простір установлюються затяжка 8 в один ряд по периметру виробки, починаючи від її ґрунту. Затяжка 8 встановлюються унаклад із уже встановленим рядом і зі зсувом по периметру на половину затяжки. Таким чином, сусідні затяжки виявляються жорстко зв'язаними між собою як у ряді, так і між рядами, що виключає їхній поздовжній і поперечний зсув. Для посилення даного ефекту простір між затяжками й оголеною бічною поверхнею виробки може заповнюватися роздробленою гірською породою, яка розклинює затяжку. При установці наступного ряду затяжок зі зсувом щодо раніше встановленого на половину затяжки в поперечному напрямку утворюється надійне суцільне з'єднання всіх затяжок (по типу черепиці), яке перешкоджає зсуву затяжок (фіг. 9). Зсувам сприяє й забутовка закріпного простору гірською породою, яка розклинює затяжку і боки виробок. Таким чином, використання шахтної затяжки забезпечує стійкість при збереженні високої несучої здатності, підвищення технологічності виготовлення й експлуатації, і зниження матеріало- і енергоємності. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 1. Шахтна затяжка, що виконана у вигляді просторової конструкції, що складається із двох плоских ґрат з відповідно паралельними прямолінійними поздовжніми й поперечними прутами, і виконаних із прутів проміжних зиґзаґоподібних елементів з однаковими кутами в місцях вигину й однаковими прямолінійними частинами, розташованих у площинах, перпендикулярних лежачим у горизонтальній площині осям поздовжніх прутів ґрат, і жорстко з'єднаних з поздовжніми прутами ґрат у місцях вигину, яка відрізняється тим, що зиґзаґоподібні елементи виконані з кутами в місцях вигину 85-110° і з'єднані з поздовжніми прутами ґрат так, що поздовжні прути ґрат розташовані з одного боку зиґзаґоподібного елемента, а поперечні прути ґрат розташовані між сусідніми зиґзаґоподібними елементами по одному по черзі на одній і на другій ґратах. 2. Шахтна затяжка за п. 1, яка відрізняється тим, що при установці затяжки в зоні високого гірського тиску вона оснащена виконаним у вигляді ламаної лінії замковим з'єднанням, розташованим з боку торцевої частини між сусідніми зиґзаґоподібними елементами. 3 UA 92664 U 4 UA 92664 U 5 UA 92664 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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