Кріплення шатрове податливе подовжене “кшпп-м”
Номер патенту: 90563
Опубліковано: 26.05.2014
Автори: Кириченко Анна Володимирівна, Кириченко Володимир Якович
Формула / Реферат
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 (Rв) 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 внапустку 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, (I)
де К1 - коефіцієнт пропорційності, К1 = 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 (b) прямолінійних нижніх частин (3) стійок (2) до вертикальної осі (0-0) рами (1) рівний:
b=6-12°, (2)
довжина Lc1 прямолінійних нижніх частин (3) стійок (2) рівна:
Lc1=K2×B, (3)
де К2 - коефіцієнт складності умов експлуатації кріплення і здимання порід ґрунту,
К2=0,2-0,45;
В - ширина рами (1) у основи кріплення, мм,
довжина дуги Lc2 криволінійних верхніх частин (4) стійок (2) рівна:
Lc2 = К3 × Lв, (4)
де К3 - коефіцієнт податливості кріплення; К3 = 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 К4 - коефіцієнт кривизни арочного верхняка (5); К4=3,4-5,2;
h - висота сегменту арочного верхняка (5) від рівня лінії, що проходить між торцями його кінцевих частин до внутрішньої поверхні його арки, мм.
Текст
Реферат: Кріплення шатрове податливе подовжене, що містить виготовлену з шахтних спецпрофілів щонайменше одну триланкову металеву раму, що включає дві стійки з прямолінійними нижніми частинами, розташованими під кутом нахилу до вертикальної осі (0-0) рами з вершиною вверху рами, і з зігнутими верхніми частинами, а також арочний верхняк, сполучений зовні внапустку з верхніми частинами стійок в податливих вузлах кріплення за допомогою замків, причому верхні частини стійок виконані криволінійними. UA 90563 U (54) КРІПЛЕННЯ ШАТРОВЕ ПОДАТЛИВЕ ПОДОВЖЕНЕ "КШПП-М" UA 90563 U UA 90563 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель 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 до вертикальної осі 0-0 рами з вершиною вверху рами, і із зігнутими верхніми частинами, а також арочний верхняк, сполучений зовні внапустку 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 нахилу прямолінійних нижніх частин стійок до вертикальної осі рами кріплення вибирають з урахуванням деформації порід крівлі Uk і деформації порід з боків виробки U, а величину подовжених кінців Iс прямолінійних нижніх кінців стійок рам кріплення вибирають з урахуванням деформації порід ґрунту Uп. При цьому кут нахилу зігнутих верхніх частин стійок до вертикальної осі рами кріплення в місцях їх кріплення до верхняка рівний: = Arctg (Uk/U), де Uk - деформація порід крівлі, мм; U - деформація порід з боків виробки, мм. А кут нахилу прямолінійних нижніх частин стійок до вертикальної осі 0-0 рами кріплення рівний: = 0,5. Прямолінійні нижні частини стійок виконані з подовженими кінцями на величину Iс, яка рівна: Ic=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 нахилу прямолінійних нижніх частин стійок до вертикальної осі 0-0 рам кріплення, довжина Lс1 прямолінійних нижніх частин стійок, довжина дуги Lс 2 криволінійних верхніх частин стійок і ширина А арочного верхняка між його кінцевими частинами з внутрішньої сторони рами не є оптимальними, внаслідок чого не повною мірою реалізується якнайкраще поєднання несучої здатності і необхідного прохідного перетину 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 корисної моделі поставлена задача оптимізувати основні геометричні параметри і форму відомого кріплення, зокрема радіус Rc кривизни криволінійних верхніх частин стійок, кут нахилу прямолінійних нижніх частин стійок до вертикальної осі 0-0 рам кріплення, довжину Lc1 прямолінійних нижніх частин стійок, довжину дуги Lc 2 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 перетину 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 до вертикальної осі 0-0 рам з вершиною вверху рами, і з зігнутими верхніми частинами, а також арочний верхняк, сполучений зовні внапустку з верхніми частинами стійок в податливих вузлах кріплення за допомогою замків, згідно корисної моделі, верхні частини стійок виконані криволінійними, а радіус кривизни Rc криволінійних верхніх частин стійок рівний: Rс=K1QRв, (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, 1 UA 90563 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 кут нахилу прямолінійних нижніх частин стійок до вертикальної осі 0-0 рами рівний: =6-12°, (2) довжина Lei прямолінійних нижніх частин стійок рівна: Lc1 =K2В, (3) де K2 - коефіцієнт складності умов експлуатації кріплення і здимання порід ґрунту, K2=0,2-0,45; В - ширина рами у основи кріплення, мм, довжина дуги Lc 2 криволінійних верхніх частин стійок рівна: Lc2=K3Lв, (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: А=K4h, (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 радіусу Rс кривизни криволінійних верхніх частин стійок по формулі (1), кута нахилу прямолінійних нижніх частин стійок до вертикальної осі 0-0 рам кріплення по формулі (2), довжини Lc1 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 перетину рами кріплення для розміщення технологічного устаткування і персоналу, що забезпечує підвищену стійкість, безпеку і технологічність кріплення в процесі його експлуатації в гірничій виробці. Вибір радіусу кривизни Rc криволінійних верхніх частин стійок залежно від радіусу кривизни верхняка Rв по формулі Rс = K1 • Q • Rв (1) заснований на дослідних даних. Значення коефіцієнта пропорційності у формулі Rс=K1QRв (1) в межах K1=0,8-1,35 є оптимальними і визначені дослідним шляхом. Вибір значення коефіцієнта K1 1,35 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 Re і радіусом верхняка Rb, визначуваним законом пропорційних відносин (правило золотого перетину) 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 =6-12° (2) є оптимальними для даної конструкції кріплення і визначені дослідним шляхом. У цьому діапазоні кута забезпечується рівномірний розподіл навантажень бічного гірничого тиску при забезпеченні необхідного прохідного перетину виробки. 2 UA 90563 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 При значенні кута 12° збільшуються габарити кріплення, зменшується його прохідний перетин, що приводить до невиправданого збільшення металоємності кріплення при незначному підвищенні його стійкості і зниженні технологічності. Вибір довжини прямолінійних нижніх частин стійок залежно від ширини рами у основи 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 приводить 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 Lc 2 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 приводить 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 приводить до невиправданого збільшення металоємності, а також до зниження стійкості кріплення. Надалі корисна модель пояснюється прикладом її 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 до вертикальної осі 00 рами 1 з вершиною вверху рами 1, і з зігнутими верхніми частинами 4, а також арочний верхняк 5, сполучений зовні внапустку 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 Re криволінійних верхніх частин 4 стійок 2 рівний: Rс=KQRв, (I) 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 рам 1 рівний: = 6-12°. (2) Довжина Lei прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2 рівна: 3 UA 90563 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Lс1=K2В, (3) де K2 - коефіцієнт складності умов експлуатації кріплення і здимання порід ґрунту, K2=0,2-0,45; В - ширина рами 1 у основи кріплення, мм. Довжина дуги Lc2 криволінійних верхніх частин 4 стійок 2 рівна: Lc2=K3Lb, (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= K4h, (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 Lc 1 по формулі (3) прямолінійних нижніх частин 3, розрахунковий радіус кривизни Rc по формулі (1) і розрахункову довжину дуги Lc 2 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 з 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 нахилу прямолінійних нижніх частин 3 до вертикальної осі 0-0 рам 1 кріплення складав =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 нахилу прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2 до вертикальної осі 0-0 рам 1 кріплення, довжина Lс1 прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2, довжина дуги Lс 2 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 всестороннє 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 "кріплення гірничий 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 перетин 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. 4 UA 90563 U 5 10 15 20 25 Вибір радіусу кривизни Re криволінійних верхніх частин 4 стійок 2 рами 1 по формулі (1), визначеній експериментально з урахуванням закону пропорційних відносин (правило золотого перетину), довжини дуги Lc2 криволінійних верхніх частин 4 стійок 2 по формулі (4) і ширини А 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 радіусу Rв верхняка 5 і величини радіусу Rс криволінійних верхніх частин 4 стійок 2 рам 1, запобігається, як взаємне ковзання їх в місці з'єднання внапустку, так і втрата стійкості кріплення. При цьому забезпечується необхідний прохідний перетин рам 1 кріплення для розміщення технологічного устаткування і персоналу. Вибір кута нахилу прямолінійних нижніх частин 2 стійок 1 до вертикальної осі 0-0 кріплення по формулі (2) в межах =6-12° є оптимальним для даної конструкції кріплення і визначений експериментальним шляхом. У цьому діапазоні кут забезпечує рівномірний розподіл навантажень бічного гірничого тиску, підвищену стійкість стійок 2 рам 1 при забезпеченні необхідного прохідного перетину виробки і кріплення. Вибір довжини прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2 рам 1 кріплення по формулі Lс 1=K2•В (3) ґрунтується на експериментальних даних на базі розрахункової ширини рам 1 у основи кріплення з урахуванням коефіцієнта K2 - 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 yH1 0,3;Un 50 мм) для порід середньої стійкості yH1 0,5;Un 200 мм) встановлювати нестійких порід ( стійких порід і здимання порід ґрунту ( (0,5 30 35 40 45 50 55 yH1 0,3;Un 50 200мм) і для 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 - об'ємна вага породи, т/м , 2 H1 - глибина розташування виробки, м, - 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 К2 - 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 Lс1 прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2 рам 1 по згаданій формулі Lс1=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 геомеханічна рівновага 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 період роботи 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. 5 UA 90563 U 5 10 15 20 25 30 Це відбувається до тих пір, поки не встановиться кінцева геомеханічна рівновага системи "кріплення - гірничий масив" в новому стані, аж до вичерпання всієї величини конструктивної податливості кріплення. Після вичерпання всієї величини конструктивної податливості кріплення його поперечний перетин досягає мінімальної величини і кріплення переходить в жорсткий режим роботи. Таким чином, шляхом оптимізації основних геометричних параметрів і форми відомого кріплення, зокрема радіусу Rс кривизни криволінійних верхніх частин 4 стійок 2 по формулі (1), кута нахилу прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2 до вертикальної осі 0-0 рам 1 кріплення по формулі (2), довжини Lс1 прямолінійних нижніх частин 3 стійок 2 по формулі (3), довжини дуги Lс2 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 перетину 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 Донбасу, 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 КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 55 60 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 (Rв) 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 внапустку 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=K1QRв, (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 Lc1 прямолінійних нижніх частин (3) стійок (2) рівна: Lc1=K2B, (3) де K2 - коефіцієнт складності умов експлуатації кріплення і здимання порід ґрунту, K2=0,2-0,45; В - ширина рами (1) у основи кріплення, мм, довжина дуги Lc2 криволінійних верхніх частин (4) стійок (2) рівна: Lc2=K3Lв, (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=K4h, (5) де K4 - коефіцієнт кривизни арочного верхняка (5); K4=3,4-5,2; 6 UA 90563 U h - висота сегмента арочного верхняка (5) від рівня лінії, що проходить між торцями його кінцевих частин до внутрішньої поверхні його арки, мм. 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 7
ДивитисяДодаткова інформація
Автори англійськоюKyrychenko Volodymyr Yakovych, Kyrychenko Anna Volodymyrivna
Автори російськоюКириченко Владимир Яковлевич, Кириченко Анна Владимировна
МПК / Мітки
МПК: E21D 11/14, E21D 11/18
Мітки: кріплення, подовжене, кшпп-м, податливе, шатрове
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/9-90563-kriplennya-shatrove-podatlive-podovzhene-kshpp-m.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Кріплення шатрове податливе подовжене “кшпп-м”</a>
Попередній патент: Люцерна пресована упакована
Наступний патент: Промислова система очищення (варіанти), реактор (варіанти), спосіб виробництва водного розчину озону (варіанти) і водний розчин озону (варіанти)
Випадковий патент: Рідина для гідророзриву пласта