Кріплення шатрове податливе подовжене “кшпп-м”

Реферат: Винахід належить до гірничої промисловості, зокрема до металевих кріплень шатрових податливих подовжених типу КШПП-М, призначеним для кріплення гірничих виробок в різних і, особливо в складних гірничо-геологічних умовах. Кріплення шатрове податливе подовжене містить виготовлену з шахтних спецпрофілів щонайменше одну триланкову металеву раму (1),що включає дві стійки (2) з прямолінійними нижніми частинами (3), розташованими під кутом нахилу () до вертикальної осі (0-0) рами (1) з вершиною вверху рами (1), і із зігнутими верхніми частинами (4), а також арочний верхняк (5), сполучений зовні внапусток з верхніми частинами (4) стійок (2) в податливих вузлах кріплення (6) за допомогою замків (7). Згідно з винаходом, верхні частини (4) стійок (2) виконані криволінійними, а радіус кривизни (Rс) криволінійних верхніх частин (4) стійок (2) рівний: Rс=K1•Q•Rв (1), де K1 - коефіцієнт пропорційності, K1=0,8-1,35; Q - коефіцієнт кривизни криволінійних верхніх частин (4) стійок (2), Q=1,272; RВ - радіус кривизни арочного верхняка (5), мм, кут нахилу () прямолінійних нижніх частин (3) стійок (2) до вертикальної осі (0-0) рами (1) рівний: =6-12° (2) довжина Lс1 прямолінійних нижніх частин (3) стійок (2) рівна: Lc1=K2•В (3), де K2 - коефіцієнт складності умов експлуатації кріплення і здимання порід грунту; K2=0,2-0,45; В ширина рами (1) у основи кріплення, мм, довжина дуги Lс2 криволінійних верхніх частин (4) стійок (2) рівна: Lс2=K3•Lв (4), де K3 - коефіцієнт податливості кріплення; K3=0,3-0,8; Lв довжина дуги арочного верхняка (5), мм, а ширина А арочного верхняка (5) між його кінцевими UA 107902 C2 (12) UA 107902 C2 частинами з внутрішньої сторони рівна: А=K4•h (5), де K4 - коефіцієнт кривизни арочного верхняка (5); K4=3,4-5,2; h - висота сегмента арочного верхняка (5) від рівня лінії, що проходить між торцями його кінцевих частин до внутрішньої поверхні його арки, мм. За рахунок оптимізації основних геометричних параметрів і форми стійок і верхняків рам кріплення, досягається якнайкраще поєднання несучої здатності і необхідного прохідного перерізу рами кріплення для розміщення технологічного устаткування і персоналу, що забезпечує підвищену стійкість, безпеку і технологічність кріплення в процесі його експлуатації у виробці. UA 107902 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до гірничої промисловості, зокрема до металевих кріплень шатрових податливих подовжених модернізованих типу КШПП-М, призначених для кріплень гірничих виробок в різних і, особливо в складних гірничо-геологічних умовах. З рівня техніки відоме кріплення шатрове податливе - арочне податливе кріплення, описане в способі кріплення гірничих виробок арочним податливим кріпленням, що містить виготовлену з шахтних спецпрофілів щонайменше одну триланкову металеву раму, що включає дві стійки з прямолінійними нижніми частинами, розташованими під кутом нахилу β до вертикальної осі 0-0 рами з вершиною вверху рами, і із зігнутими верхніми частинами, а також арочний верхняк, сполучений зовні внапусток з верхніми частинами стійок в податливих вузлах кріплення за допомогою замків ["Способ крепления горных выработок арочной податливой крепью" SU1548451 (А1) (Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела и Павлоградское производственное объединение по добыче угля "Павлоградуголь") E21D11/14; 07.03.1990; найбільш близький аналог - прототип] [1]. Для підвищення стійкості кріплення геометричні параметри стійок рами кріплення, зокрема кут β нахилу прямолінійних нижніх частин стійок до вертикальної осі рами кріплення вибирають з урахуванням деформації порід крівлі Uk і деформації порід з боків виробки Uδ, а величину подовжених кінців 1сΔ прямолінійних нижніх кінців стійок рам кріплення вибирають з урахуванням деформації порід грунту Un. При цьому кут α нахилу зігнутих верхніх частин стійок до вертикальної осі рами кріплення в місцях їх кріплення до верхняка рівний: α=Arctg (Uk/Uδ) де Uk - деформація порід крівлі, мм; Uδ - деформація порід з боків виробки, мм. А кут β нахилу прямолінійних нижніх частин стійок до вертикальної осі 0-0 рами кріплення рівний: β=0,5•α Прямолінійні нижні частини стійок виконані з подовженими кінцями на величину 1сΔ, яка рівна: 1cΔ=Uп де Uп - деформація порід ґрунту, мм. Недоліком відомого кріплення [1] є те, що вибрані геометричні параметри стійок і арочного верхняка рами, зокрема радіус Rс кривизни криволінійних верхніх частин стійок, кут β нахилу прямолінійних нижніх частин стійок до вертикальної осі 0-0 рам кріплення, довжина Lс1 прямолінійних нижніх частин стійок, довжина дуги Lс2 криволінійних верхніх частин стійок і ширина А арочного верхняка між його кінцевими частинами з внутрішньої сторони рами не є оптимальними, внаслідок чого неповною мірою реалізується якнайкраще поєднання несучої здатності і необхідного прохідного перерізу рами кріплення для розміщення технологічного устаткування і персоналу, що не забезпечує достатню стійкість, безпеку і технологічність кріплення в процесі його експлуатації у виробці. У основу винаходу поставлена задача оптимізувати основні геометричні параметри і форму відомого кріплення, зокрема радіус Rc кривизни криволінійних верхніх частин стійок, кут β нахилу прямолінійних нижніх частин стійок до вертикальної осі 0-0 рам кріплення, довжину Lc1 прямолінійних нижніх частин стійок, довжину дуги Lс2 криволінійних верхніх частин стійок і ширину А арочного верхняка між його кінцевими частинами з внутрішньої сторони рами так, щоб більшою мірою реалізувати якнайкраще поєднання несучої здатності і необхідного прохідного перерізу рами кріплення для розміщення технологічного устаткування і персоналу, що забезпечує підвищену стійкість, безпеку і технологічність кріплення в процесі його експлуатації у виробці. Поставлена задача вирішується тим, що в кріпленні шатровому податливому подовженому, що містить виготовлену з шахтних спецпрофілів щонайменше одну триланкову металеву раму, що включає дві стійки з прямолінійними нижніми частинами, розташованими під кутом нахилу β до вертикальної осі 0-0 рам з вершиною вверху рами, і з зігнутими верхніми частинами, а також арочний верхняк, сполучений зовні внапусток з верхніми частинами стійок в податливих вузлах кріплення за допомогою замків, згідно з винаходом, верхні частини стійок виконані криволінійними, а радіус кривизни Rc криволінійних верхніх частин стійок рівний: Rc=K1•Q•Rв, (1) де K1 - коефіцієнт пропорційності, K1=0,8-1,35; Q - коефіцієнт кривизни криволінійних верхніх частин стійок, Q=1,272; Rв - радіус кривизни арочного верхняка, мм, кут нахилу β прямолінійних нижніх частин стійок до вертикальної осі 0-0 рами рівний: 1 UA 107902 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 β=6-12°, (2) довжина Lс1 прямолінійних нижніх частин стійок рівна: Lс1= K2•В, (3) де К2 - коефіцієнт складності умов експлуатації кріплення і здимання порід ґрунту, K2=0,2-0,45; В - ширина рами у основи кріплення, мм, довжина дуги Lc2 криволінійних верхніх частин стійок рівна: Lc2= K3•Lв, (4) де K3 - коефіцієнт податливості кріплення; K3=0,3-0,8; Lв - довжина дуги арочного верхняка, мм, а ширина А арочного верхняка між його кінцевими частинами з внутрішньої сторони рівна: A=K4•h, (5) де K4 - коефіцієнт кривизни арочного верхняка; K4=3,4-5,4; h - висота сегмента арочного верхняка від рівня лінії, що проходить між торцями його кінцевих частин до внутрішньої поверхні його арки, мм. Нова сукупність ознак за рахунок удосконалення геометричних параметрів стійок і арочного верхняка рами дозволяє залежно від гірничо-геологічних умов оптимізувати його геометричні характеристики і забезпечити кріпленню високу вантожонесучу здатність, стійкість і необхідні технологічні зазори як для стійких, так і нестійких порід. Співвідношення основних геометричних параметрів стійок і арочного верхняка, приведені у формулах (1, 2, 3, 4, 5) визначені експериментально, а доцільність їх застосування підтверджена дослідними зразками. Виконання форми верхніх частин стійок криволінійними забезпечує щільніше сполучення криволінійних кінцевих частин стійок і верхняка, внаслідок чого досягається їх плавне відносне і симетричне ковзання в податливих вузлах кріплення під навантаженням при просіданні верхняка в режимі податливості, що забезпечує високу стійкість кріплення і плавність його робочої характеристики в податливих вузлах кріплення. Дослідним шляхом встановлено, що оптимізація основних геометричних параметрів і форми відомого кріплення, зокрема радіуса Rс кривизни криволінійних верхніх частин стійок по формулі (1), кута β нахилу прямолінійних нижніх частин стійок до вертикальної осі 0-0 рам кріплення по формулі (2), довжини Lс1 прямолінійних нижніх частин стійок по формулі (3), довжини дуги Lc2 криволінійних верхніх частин стійок по формулі (4) і ширини А арочного верхняка між його кінцевими частинами з внутрішньої сторони рами по формулі (5) надає можливість більшою мірою реалізувати якнайкраще поєднання несучої здатності і необхідного прохідного перерізу рами кріплення для розміщення технологічного устаткування і персоналу, що забезпечує підвищену стійкість, безпеку і технологічність кріплення в процесі його експлуатації в гірничій виробці. Вибір радіуса кривизни Rс криволінійних верхніх частин стійок залежно від радіуса кривизни верхняка Rв по формулі Rc=K1•Q•Rв (1) заснований на дослідних даних. Значення коефіцієнта пропорційності у формулі Rc=K1•Q•Rв (1) в межах K1=0,8-1,35 є оптимальними і визначені дослідним шляхом. Вибір значення коефіцієнта K11,35 також недоцільний, оскільки в цьому випадку це приводить до збільшення радіусу верхніх частин стійок і знижує опір рами кріплення бічному гірничому тиску. Значення коефіцієнта кривизни стійок у формулі (4) Q=1,272 також визначено дослідним шляхом. Так встановлено, що раціональна побудова конструкції кріплення КШПП-М досягається при дотриманні відношення між радіусом стійкі Rс і радіусом верхняка Rв, визначуваним законом пропорційних відносин (правило золотого перерізу) і рівному в середньому Q  1,618  1,272 . В цьому випадку спостерігається найбільш рівномірний розподіл навантажень по периметру при забезпеченні високої несучої здатності кріплення при мінімальній його металоємності. Значення нахилу прямолінійних нижніх частин стійок до вертикальної осі кріплення в межах β=6-12° (2) є оптимальними для даної конструкції кріплення і визначені дослідним шляхом. У цьому діапазоні кута β забезпечується рівномірний розподіл навантажень бічного гірничого тиску при забезпеченні необхідного прохідного перерізу виробки. При значенні кута β12° збільшуються габарити кріплення, зменшується його прохідний переріз, що призводить до невиправданого збільшення металоємності кріплення при незначному підвищенні його стійкості і зниженні технологічності. Вибір довжини прямолінійних нижніх частин стійок залежно від ширини рами у основі кріплення по формулі Lс1= K2•В (3) визначений дослідним шляхом. Значення коефіцієнта складності умов експлуатації кріплення і здимання порід ґрунту K2=0,2-0,45 у формулі (3) є оптимальними при визначенні довжини прямолінійних нижніх частин стійок Lс1 в зіставленні з шириною В рами у основи кріплення і враховують складність гірничогеологічних умов гірничого масиву навколо виробки і величину здимання порід ґрунту виробки в конкретних гірничо-геологічних умовах гірничого масиву в процесі експлуатації кріплення. Вибір значення коефіцієнта K20,45 також недоцільний, оскільки це призводить до невиправданого збільшення висоти і металоємності, а також до зниження стійкості кріплення і високої трудомісткості його зведення. Вибір довжини дуги Lc2 криволінійних верхніх частин стійок залежно від довжини дуги арочного верхняка по формулі Lс2= K3•Lв (4) заснований на дослідних даних. Значення коефіцієнта податливості кріплення K3=0,3-0,8 у формулі (4) є оптимальними у вказаному діапазоні значень при визначенні довжини Lc2 в зіставленні з довжиною дуги арочного верхняка Lв і враховують податливість рам кріплення в процесі обтискання порушеними породами гірничого масиву при його експлуатації у виробці. Вибір значення коефіцієнта K30,8 також недоцільний, оскільки це призводить до невиправданого збільшення висоти і металоємності, а також до зниження стійкості кріплення і високої трудомісткості його зведення. Вибір ширини А арочного верхняка між його кінцевими частинами з внутрішньої сторони залежно від висоти сегмента арочного верхняка h від рівня лінії, що проходить між торцями його кінцевих частин до внутрішньої поверхні його арки h, визначений по формулі А= K4•h (5) і заснований на дослідних даних. Значення коефіцієнта кривизни арочного верхняка кріплення K4=3,4-5,2 по формулі (5) є оптимальними у вказаному діапазоні значень при визначенні ширини А арочного верхняка в зіставленні з висотою сегмента арочного верхняка h від рівня лінії, що проходить між торцями його кінцевих частин до внутрішньої поверхні його арки. Вибір значення коефіцієнта K45,2 також недоцільний, оскільки це призводить до невиправданого збільшення металоємності, а також до зниження стійкості кріплення. Надалі винахід пояснюється прикладом його здійснення з посиланнями на креслення, що додається, на якому зображена кріплення шатрове податливе подовжене, загальний вид. Кріплення шатрове податливе подовжене (див. креслення) містить виготовлену з шахтних спецпрофілів, щонайменше, одну триланкову металеву раму 1, що включає дві стійки 2 з прямолінійними нижніми частинами 3, розташованими під кутом нахилу β до вертикальної осі 00 рами 1 з вершиною вверху рами 1, і з зігнутими верхніми частинами 4, а також арочний верхняк 5, сполучений зовні внапусток з верхніми частинами 4 стійок 2 в податливих вузлах кріплення 6 за допомогою замків 7. Головними особливостями кріплення є наступні відмінності виконання його геометричних параметрів. Верхні частини 4 стійок 2 виконані криволінійними. Радіус кривизни Rс криволінійних верхніх частин 4 стійок 2 рівний: Rc=K•Q•Rв, (1) де K1 - коефіцієнт пропорційності, K1=0,8-1,35; Q - коефіцієнт кривизни криволінійних верхніх частин 4 стійок 2, Q=1,272; Rв - радіус кривизни арочного верхняка 5, мм. Кут нахилу β прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2 до вертикальної осі 0-0 рам 1 рівний: β=6-12°, (2) Довжина Lei прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2 рівна: Lc1= K2•В, (3) де K2 - коефіцієнт складності умов експлуатації кріплення і здимання порід ґрунту, K2=0,2-0,45; 3 UA 107902 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В - ширина рами 1 у основі кріплення, мм. Довжина дуги Lc2 криволінійних верхніх частин 4 стійок 2 рівна: Lc2= K3•Lв, (4) де K3 - коефіцієнт податливості кріплення; K3=0,3-0,8; Lв - довжина дуги арочного верхняка 5, мм. А ширина А арочного верхняка 5 між його кінцевими частинами з внутрішньої сторони рівна: A=K4•h, (5) де K4 - коефіцієнт кривизни арочного верхняка 5; K4=3,4-5,2; h - висота сегмента арочного верхняка 5 від рівня лінії, що проходить між торцями його кінцевих частин до внутрішньої поверхні його арки, мм. Триланкові металеві рами 1 сполучають між собою міжрамними стяжками 8 уздовж виробки і формують кріплення шатрове податливе подовжене. Кріплення зводять таким чином. Після огляду забою і видалення породи по периметру виробки проводять розчищення місця для установки триланкових металевих рам 1 кріплення. Стійки 2 рами 1, що мають розрахункову довжину Lс1 по формулі (3) прямолінійних нижніх частин 3, розрахунковий радіус кривизни Rс по формулі (1) і розрахункову довжину дуги Lc2 криволінійних верхніх частин по формулі (4), встановлюють по черзі або в лунки, або на опорні плити і скріпляють міжрамними стяжками 8 з раніше встановленою суміжною рамою 1. Положення стійок 2 на опорній плиті фіксують упорами. Потім в заданому положенні на стійках 2 монтують арочний верхняк 5 з проектним радіусом кривизни Rв і розрахунковою шириною А по формулі (5), який сполучають податливими вузлами кріплення 6 за допомогою замків 7 з криволінійними верхніми частинами 4 стійок 2 з проектною величиною напустки, наприклад 400 мм. При монтажі рам 1 кріплення стійки 1 встановлюють так, щоб кут β нахилу прямолінійних нижніх частин 3 до вертикальної осі 0-0 рам 1 кріплення складав β=6-12° по формулі (2). Потім знов встановлений арочний верхняк 5 по верхній частині зведення сполучають міжрамним стяжками 8 з арочним верхняком 5 раніше встановленої суміжної рами 1 і проводять затягування замків 7 розрахунковим зусиллям в податливих вузлах кріплення 6, що забезпечують затягування боків і крівлі рам 1 з одночасним заповненням порожнеч заповнювачем між рамами 1 і виробкою. Змонтоване кріплення шатрове податливе подовжене (див. креслення) з висотою Н і з шириною В в початковому положенні вводять в експлуатацію. Геометричні параметри рам 1 кріплення, зокрема радіус Rс кривизни криволінійних верхніх частин 4 стійок 2, кут β нахилу прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2 до вертикальної осі 0-0 рам 1 кріплення, довжина їх і прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2, довжина дуги Lс2 криволінійних верхніх частин 4 стійок 2 і ширина А арочного верхняка 5 між його кінцевими частинами з внутрішньої сторони рами 1 відповідають значенням, вибраним по формулах (1-5). Кріплення працює таким чином. В процесі утворення навколо гірничої виробки непружних деформацій, унаслідок зсуву порід на контурі виробки, відбувається всебічне зовнішнє обтискання рам 1 кріплення порушеними породами гірничого масиву, часткове заглиблення прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2 рам 1 кріплення в ґрунт, підняття (деформація, здимання) ґрунту на певну величину. За рахунок віддачі (опору) кріплення на деякий час наступає рівновага в системі "кріпленнягірничий масив". При гірничому тиску, що перевищує опір податливості кріплення, верхняк 5 і криволінійні верхні частини 4 стійок 2 рам 1, що скріплені замками 7 в податливих вузлах кріплення 6, під дією зсуву масиву гірничих порід, ковзають один щодо одного, внаслідок чого змінюється геометрія і поперечний переріз рам 1 кріплення. Стала геомеханічна рівновага системи "кріплення-гірничий масив" забезпечується силами тертя контактних поверхонь верхняків 5 і криволінійних верхніх частин 4 стійок 2 рам 1, тобто силами опору в податливих вузлах кріплення 6, створюваними замками 7. При цьому стійки 2 рам 1 кріплення з боку гірничого масиву випробовують значний тиск породи, який впливає на їх криволінійні верхні частини 4 і прямолінійні нижні частини 3 і прагне змістити стійки 2 рам 1 всередину. Утримуються стійки 2 рам 1 кріплення від зсуву за рахунок протидіючої сили від розпору похило розташованих прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2 рам 1. Вибір радіуса кривизни Rc криволінійних верхніх частин 4 стійок 2 рами 1 по формулі (1), визначеній експериментально з урахуванням закону пропорційних відносин (правило золотого перерізу), довжини дуги Lc2 криволінійних верхніх частин 4 стійок 2 по формулі (4) і ширини А 4 UA 107902 C2 5 10 15 20 арочного верхняка 5 між його кінцевими частинами з внутрішньої сторони по формулі (5) забезпечує найбільш рівномірний розподіл навантаження на криволінійних верхніх частинах 4 стійок 2 і верхняків 5 рам 1 при мінімальній металоємності кріплення. Слід також відзначити, що при ослабленні замків 7 податливих вузлів кріплення 6, за рахунок відмінності величини радіуса Rв верхняка 5 і величини радіуса Rс криволінійних верхніх частин 4 стійок 2 рам 1, запобігається як взаємне ковзання їх в місці з'єднання внапусток, так і втрата стійкості кріплення. При цьому забезпечується необхідний прохідний переріз рам 1 кріплення для розміщення технологічного устаткування і персоналу. Вибір кута β нахилу прямолінійних нижніх частин 2 стійок 1 до вертикальної осі 0-0 кріплення по формулі (2) в межах β=6-12° є оптимальним для даної конструкції кріплення і визначений експериментальним шляхом. У цьому діапазоні кут β забезпечує рівномірний розподіл навантажень бічного гірничого тиску, підвищену стійкість стійок 2 рам 1 при забезпеченні необхідного прохідного перерізу виробки і кріплення. Вибір довжини прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2 рам 1 кріплення по формулі Lc1=К2•В (3) ґрунтується на експериментальних даних на базі розрахункової ширини рам 1 у основи кріплення з урахуванням коефіцієнта К2 - коефіцієнта складності умов експлуатації кріплення здимання порід ґрунту, що враховує згадані особливості гірничо-геологічні умови експлуатації виробки і здимання порід ґрунту, що збільшують довжину прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2 рам 1 кріплення на технологічно задану розрахункову величину. Це дозволяє в залежності від складності гірничо-геологічних умов експлуатації виробки для стійких порід і здимання порід ґрунту  H1   0,3; Un  50 мм      H1    0,3; Un  50  200 мм  0,5     25 30 35 40 45 50 55 для порід середньої стійкості  H1   0,5; Un  200 мм   і для нестійких порід   встановлювати подовжені на технологічно задану розрахункову величину стійки 2 рам 1 кріплення для того, щоб при заданій складності умов експлуатації та здиманні порід ґрунту шляхом заглиблення стійок 2 рам 1 в ґрунт на технологічно задану розрахункову величину, забезпечити достатню 3 технологічну висоту прохідного перерізу виробки і кріплення, де γ - об'ємна вага породи, т/м , 2 Н1 - глибина розташування виробки, м, σ - межа міцності порід на стиск, т/м , Un - вертикальна деформація ґрунту виробки, мм. Таким чином, величина здимання порід ґрунту і заглиблення стійок 2 рам 1 в ґрунт залежно від K2 - коефіцієнта складності умов експлуатації кріплення і здимання порід ґрунту K2=0,2-0,45, в зіставленні з В - шириною рами 1 у основи кріплення, мм, компенсуються із запасом шляхом вибору оптимальної технологічно заданої розрахункової довжини Lc1 прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2 рам 1 по згаданій формулі Lc1= K2•В (3). Подальше збільшення тиску гірничих порід на кріплення сприймається за рахунок опору кріплення в результаті тертя ковзання між арочним верхняком 5 і криволінійними верхніми частинами 4 стійок 2 рам 1 стягнутих замками 7 в податливих вузлах кріплення 4. При гірничому тиску, що перевищує опір податливості кріплення, арочні верхняки 5 і криволінійні верхні частини 4 стійок 2 рам 1, що скріпляють замками 7 в податливих вузлах кріплення 6, під дією зсуву масиву гірничих порід, ковзають один щодо одного, внаслідок чого змінюється геометрія і поперечний перетин рам 1 кріплення. Стала геомеханичної рівноваги системи "кріплення-гірничий масив" забезпечується силами тертя контактних поверхонь скріплених арочних верхняків 5 і криволінійних верхніх частин 4 стійок 2 рам 1, тобто силами опору в податливих вузлах кріплення 6, створюваними замками 7. В період подальшого навантаження кріплення в режимі податливості ковзання арочних верхняків 5 щодо криволінійних верхніх частин 4 стійок 2 рам 1 здійснюється із забезпеченням стабільної величини робочого опору, який потрібний для нормальної роботи податливого кріплення, що забезпечує високу стійкість і безпеку експлуатації кріплення. У подальший періодроботи кріплення в режимі податливості при гірничому тиску, що перевищує опір податливості кріплення при проміжній геомеханічній рівновазі системи "кріплення-гірничий масив", під дією подальшого зсуву масиву гірничих порід процес плавного ковзання арочних верхняків 5 щодо верхніх криволінійних частин 4 стійок 2 рам 1 що скріпляють замками 7 в податливих вузлах кріплення 6, постійно повторюється. Це відбувається доти, поки не встановиться кінцева геомеханічна рівновага системи "кріплення-гірничий масив" в новому стані, аж до вичерпання всієї величини конструктивної податливості кріплення. 5 UA 107902 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Після вичерпання всієї величини конструктивної податливості кріплення його поперечний переріз досягає мінімальної величини і кріплення переходить в жорсткий режим роботи. Таким чином, шляхом оптимізації основних геометричних параметрів і форми відомого кріплення, зокрема радіуса Rc кривизни криволінійних верхніх частин 4 стійок 2 по формулі (1), кута β нахилу прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2 до вертикальної осі 0-0 рам 1 кріплення по формулі (2), довжини Lc1 прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2 по формулі (3), довжини дуги Lc2 криволінійних верхніх частин 4 стійок 1 по формулі (4) і ширини А арочного верхняка 5 між його кінцевими частинами з внутрішньої сторони рами 1 по формулі (5) надається можливість більшою мірою реалізувати якнайкраще поєднання несучої здатності і необхідного прохідного перерізу рами 1 кріплення для розміщення технологічного устаткування і персоналу, що забезпечує підвищену стійкість, безпеку і технологічність кріплення в процесі його експлуатації у виробці. Приведені відомості свідчать про те, що пропоноване вдосконалене кріплення шатрове податливе подовжене модернізоване може бути виготовлене в умовах промислового виробництва на будь-якому механічному заводі гірничорудної промисловості і може знайти широке промислове застосування на вугільних шахтах, наприклад Донбаса, для забезпечення підвищеної стійкості, безпеки і технологічності кріплення в процесі його експлуатації в гірничій виробці. Перелік позначень: 1) триланкова металева рама 2) стійки 3) прямолінійні нижні частини стійок 4) криволінійні верхні частини стійок 5) арочний верхняк 6) податливі вузли кріплення арочного верхняка з криволінійними верхніми частинами стійок 7) замки податливих вузлів кріплення арочного верхняка з криволінійними верхніми частинами стійок 8) міжрамні стяжки ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Кріплення шатрове податливе подовжене, що містить виготовлену з шахтних спецпрофілів щонайменше одну триланкову металеву раму (1), що включає дві стійки (2) з прямолінійними нижніми частинами (3), розташованими під кутом нахилу () до вертикальної осі (0-0) рами (1) з вершиною вверху рами (1), і з зігнутими верхніми частинами (4), а також арочний верхняк (5), сполучений зовні внапусток з верхніми частинами (4) стійок (2) в податливих вузлах кріплення (6) за допомогою замків (7), яке відрізняється тим, що верхні частини (4) стійок (2) виконані криволінійними, а радіус кривизни (Rc) криволінійних верхніх частин (4) стійок (2) рівний: Rc=K1•Q•Rв, (1) де K1 - коефіцієнт пропорційності, K1=0,8-1,35; Q - коефіцієнт кривизни криволінійних верхніх частин (4) стійок (2), Q=1,272; RВ - радіус кривизни арочного верхняка (5), мм, кут нахилу () прямолінійних нижніх частин (3) стійок (2) до вертикальної осі (0-0) рами (1) рівний: =6-12°, (2) довжина Lс1 прямолінійних нижніх частин (3) стійок (2) рівна: Lc1=K2•B, (3) де K2 - коефіцієнт складності умов експлуатації кріплення і здимання порід ґрунту, K2=0,2-0,45; В - ширина рами (1) у основі кріплення, мм, довжина дуги Lс2 криволінійних верхніх частин (4) стійок (2) рівна: Lc2=K3•Lв, (4) де K3 - коефіцієнт податливості кріплення; K3=0,3-0,8; Lв - довжина дуги арочного верхняка (5), мм, а ширина А арочного верхняка (5) між його кінцевими частинами з внутрішньої сторони рівна: А=К4•h, (5) де K4 - коефіцієнт кривизни арочного верхняка (5); K4=3,4-5,2; h - висота сегмента арочного верхняка (5) від рівня лінії, що проходить між торцями його кінцевих частин до внутрішньої поверхні його арки, мм. 6 UA 107902 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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 7