Крепь для скатов
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к горному делу, в частности к сооружению восстающих выработок , преимущественно скатов, возводимых в закладочном массиве при отработке крутых угольных пластов. Цель изобретения - повышение технологичности изготовления крепи скатов, снижение ее стоимости и повышение надежности. Крепь состоит из нескольких обособленных отделений 1, 2 и 3. Каждое отделение выполнено из трех прямолинейных элементов (Э) 4, 5 и 6, которые соединены между собой и образуют в поперечном сечении треугольный модуль (М). Между Э 4. 5 и 6 соседних М уложены герметизирующие прокладки. При этом Э 4, 5 и 6 в каждой боковой стенке М или основании стянуты по длине выработки крепежными болтами, которые установлены не менее чем на ширину (толщину) одного Э. Выполнение каждого отделения скота в виде треугольного М повышает надежность их крепи и крепи ската в целом.8 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (si)s E 21 0 5/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4
4
00 (Ь (21) 4758870/03 (22) 14.11.89 (46) 07.10.92. Бюл. М 37 (71) Научно-производственное объединение по добыче угля "Прокопьевскгидроуголь" (72) М.И.Найдов -, А.И.Петров, Н.И.Яковлев, С.Н.Суховольский, А.С.Астапов, В.Г.Ефремов, Г.М.Захаров, В.А.Казаков и А.А,Рубин (56) Авторское свидетельство СССР
М 597846, кл. Е 21 D 5/00, 1976.
Авторское свидетельство СССР
М 420786, кл. Е 21 D 5/00, 1972. (54) КРЕПЬ ДЛЯ СКАТОВ (57) Изобретение относится к горному делу, в частности к сооружению восстающих выработок, преимущественно скатов, возводимых в закладочном массиве при отработке крутых угольных пластов. Цель изобретения— повышение технологичности изготовления крепи скатов, снижение ее стоимости и повышение надежности. Крепь состоит из нескольких обособленных отделений 1, 2 и 3, Каждое отделение выполнено из трех прямолинейных элементов (Э) 4, 5 и 6, которые соединены между собой и образуют в поперечном сечении треугольный модуль (М).
Между Э 4, 5 и 6 соседних М уложены герметизирующие прокладки. При этом Э 4, 5 и
6 в каждой боковой стенке М или его основании стянуты по длине выработки крепежными болтами, которые установлены не менее чем на ширину (толщину) одного Э.
Выполнение каждого отделения скота в виде треугольного М повышает надежность их крепи и крепи ската в целом. 8 ил.
1767186
50
Изобретение относится к горному делу и предназначено для крепления восстающих горных выработок, возводимых в закладочном массиве при отработке крутых угольных пластов.
В настоящее время при отработке крутых угольных пластов с обрушением кровли, или с закладкой выработанного пространства широко п йменается деревянная венцовая крепь с прямоугольным или квадратным сечением выработки (см. à.с.
СССР М 142255, кл. Е 21 D 5/00).
Недостатками этой крепи применительно к технологии отработки крутых пластов с гидрозакладкой является недостаточная устойчивость крепи и полное отсутствие герметизации, что позволяет использовать эту крепь в дренажных печах. . Известно несколько разновидностей металлической тюбинговой крепи для скатов, возводимых в закладочном массиве (см. а.с. СССР М 597846, кл. Е 21 D 5/00, 1976, М 539145, кл, Е 21 D 5/00, 1974, K 420786 кл. Е 21 D 5/00, 1972, N 964159 по кл. Е 21 D 5/ОО, 1981, N- 956798, кл. Е 21 D5/00, 1981). .Общим недостатком этих конструкций является дефицитность металла и высокая стоимость металлической тюбинговой крепи в несколько раз превышающая стоимость деревянной венцовой крепи.
Наиболее близким из известных технических решений является металлическая тюбинговая крепь для скатов, в поперечном сечении имеющая несколько отделений, герметично обособленных друг от друга: ходовое (оно же вентиляционное), углеспускное и два дренажных боковых отделений (см. вышеуказанное а,с. СССР К 420786).
Выбранному нами прототипу присущи общие вышеуказанные недостатки .известных металлических тюбинговых крепей, а также и то, что каждое кольцо крепи собирается из 4-х тюбингов, что снижает устойчивость крепи в условиях гидрозакладочного массива, предельно насыщенного водой, были аварийные ситуации, когда крепление выработки "складывалось" — места соединений тюбингов работали как шарниры.
Целью изобретения является устранение недостатков прототипа и создание надежной конструкции крепи из более доступных и менее дефицитных.конструкционных материалов, например, дерева или сборного железобетона.
Поставленная цель достигается тем, что крепь для скатов, возводимых преимущественно в закладо <ном массиве, состоящая из нескольких обособленных отделений, каждое из которых в поперечном сечении выполнено в виде равностороннего или рав" нобедренного треугольного модуля, состоящего из отдельных прямолинейных элементов, герметично соединенных между собой, при этом прямолинейные несущие элементы, по крайней мере одной стороной каждого модуля, установлены с возможностью взаимодействия с прямолинейными элементами смежных модулей крепи. Достижению поставленной цели также способствует и то, что прямолинейные элементы между собой по длине выработки стянуты крепежными болтами, установленными внахлестку, а центральный модуль расположен вершиной к почве пласта, два же других боковых вершинами к кровле пласта (вверх), причем центральный модуль относительно боковых модулей установлен с возможностью необходимой податливости в направлении конвергенции кровли пгаста, Отличие также состоит и в том, что верхний продольный элемент центрального модуля выполнен с повышенной несущей способностью и с возможностью предохранения вершинных узлов боковых модулей.
Патентные исследования, проведенные на соответствие настоящего технического решения критериям изобретения, показывает, что оно соответствует всем трем критериям "новизна", "существенные отличия" и "положительный эффект".
Так, установлено, что ни в патентной, ни в научно-технической литературе не имеется аналогичных технических решений, полностью совпадающих с предлагаемым техническим решением, включая отличительные признаки формулы изобретения, Следовательно, предлагаемая крепь для скатов обладает новизной.
Сопоставительный анализ отличительных признаков заявляемого объекта с известными техническими решениями показывает, что применение крепи для скатов из отдельных треугольных в поперечном сечении модулей приводит к повышению надежности крепи и снижению ее стоимостных показателей, соединение прямолинейных несущих элементов стяжными болтами, установленными внахлест или соединенными друг с другом по длине посредством муфт приводит к обеспечению герметизации каждого модуля крепи, Выполнение крепи из трех треугольного сечения модулей, из которых центральный модуль ориентирован вершиной к почве пласта, а боковые модули — вершинами к кровле пласта, приводит к наиболее устойчивой форме отдельных модулей и крепи в целом, к наиболее рациональному исполь1767186
55 зованию поперечного сечения выработки (размещению оборудования и функционал ьно му испол ьзован ию модулей), Практика крепления скатов деревом на два и три отделения широко известна, но, как уже выше отмечалось, конструкция крепи не обеспечивает их герметичности. Предлагаемая конструкция крепи для скатов, состоящая из трех обособленных модулей, в этом отношении намного предпочтительна. Особенно с расположением ходового отделения в центральном модуле, когда боковые стенки защищены еще дополнительно креплением боковых модулей.
На основании изложенного приходим к выводу о том, что предлагаемая конструкция крепи для скатов в закладке соответствует критерию изобретения существенные отличия", На фиг.1, 2 показан вариант крепи с модулями в виде равносторонних треугольников, на фиг.3 и 4 то же, но в виде равносторонних треугольников с усеченными угловыми узлами, на фиг.5, 6 то же, с усиленным верхним продольным элементом центрального модуля, на фиг.7 изображено поперечное сечение крепи с модулями отделениями в виде прямоугольных треугольников с прямым углом у вершины, на фиг,8— ,изображен фрагмент боковой стенки или основания модуля крепи ската, Крепь для скатов, возводимых в закладочном массиве, состоит из нескольких обособленных отделений 1, 2 и 3, выполненных в поперечном сечении в виде равностороннего (фиг.1-6) или равнобедренного (фиг.7) треугольного модуля. Каждый модуль состоит из трех прямолинейных элементов 4, 5 и
6, соединенных между собой по принципу венцовой крепи. Между прямолинейными элементами 4, 5 и 6 по длине выработки уложены прорезиненные или из другого эластичного материала прокладки 7 для обеспечения герметичности каждого модуля крепи от гидравлически намытого закладочного массива, представляющего собой водонасыщенный массив из закладочного материала "плывун", Прямолинейные элементы 4,5 и 6 в каждой боковой стенке модуля или в его основании стянуты между собой по длине выработки крепежными болтами 8, установленными внахлестку, по крайней мере, не менее чем на ширину (толщину) одного элемента. Крепежные болты 8 установлены в просверленные (в элементах
4,5 и 6) отверстия, расположенные ближе к замковым частям крепи (фиг.8), при этом головки болтов 8 и гайки устанавливают в гнезда "впотай".
Одной из рациональных конструкций крепи для скатов, возводимых в закладочном массиве, является крепь, состоящая из трех модулей, один из которых центральный
2 установлен вершиной к почве пласта, а два боковых 1 и 3 — вершинами к кровле пласта.
Центральный модуль 2 устанавливают между боковыми модулями 1 и 3 таким образом, чтобы обеспечивалась необходимая податливость крепи ската в направлении конвергенции кровли пласта, Это достигается за счет того, что между вершиной центрального модуля 2 и почвой пласта или плоскостью, в которой располагаются основания модулей 1 и 3, создается необходимый зазор, На фиг.1, 2, 5 и 6 этот зазор устанавливается равным толщине продольных элементов 4, 5 и 6, расположенных в основании модулей
1 и 3. На фиг.3 и 4 вершин величина податливости устанавливается больше — толщина продольного элемента плюс величина, на которую замковая часть модуля усечена, С целью повышения надежности крепи ската за счет повышения работоспособности боковых модулей, податливость которых в направлении конвергенции кровли пласта значительно меньше по сравнению с центральным модулем, продольный элемент 4 центрального модуля 2 выполнен с повышенной несущей способностью с возможностью предохранения (прикрытия) вершинных узлов 9 и 10 боковых модулей 1 и 3. Для этого, как правило, продольный элемент4 восновании центрального модуля
2 выполняется большего поперечного сечения, а длина его по верхним кромкам делается несколько большей чем расстояние между вершинами 9 и 10 боковых модулей 1 и 3, так что даже при полностью исчерпанной вертикальной податливости центрального модуля, вершины 9 и 10 боковых модулей остаются прикрытыми концами продольного элемента 4 от действия вертикальной нагрузки закладочных пород, воспринимающих давление пород кровли пласта, По мере отработки угольного блока по восстанию и возведению крепи скатов каждый модуль оборудуется по своему назначению: ходовое отделение для людей, дренажное отделение, углеспускное отделение и т.д.
Выполнение крепи ската в виде отдельных отделений-модулей повышает надежность их крепи и крепи ската в целом. По сравнению с металлической тюбинговой крепыш предлагаемая конструкция крепи в
1,5 — 2 раза дешевле, что только на 1м крепи выражается экономией в 200 — 300 руб, Кроме того, немаловажным фактором является
1767186 дефицитность металла и загруженность мощностей машиностроительных и механических заводов для изготовления металлической тюбинговой крепи. Годовая потребность скатов, возводимых в закладочном массиве, по НПО "Прокопьевскгидроуголь" в настоящее время составляет
1,5-2 тыс. м. в год, с учетом развития добычи угля с. закладкой (гидравлической) эта потребность еще более возрастает.
Формула изобретения
1. Крепь для скатов, возводимых в закладочном массиве, включающая секции, состоящие из обособленных отделений, герметично соединенные между собой по оси выработки, отличающаяся тем, что, с целью повышения технологичности изготовления, снижения ее стоимости и повышения надежности, каждая секция состоит по крайней мере из трех отделений, выполненных в поперечном сечении в виде равностороннего или равнобедренного треугольного модуля из отдельных прямолинейных несущих элементов, при этом прямолинейные несущие элементы с одной стороны каждого модуля установлены с возможностью взаимодействия с прямоли5 нейными элементами смежных модулей крепи, 2, Крепь по п.1, отл и ч а ю щ а я с я тем, что центральный модуль установлен вершиной к почве пласта, а два боковых вершина10 ми к кровле пласта, причем центральный модуль относительно боковых модулей установлен с возможностью податливости.
3. Крепьпопп. 1и2,отличающаяс я тем, что прямолинейные элементы сое15 динены между собой в продольном направлении посредством прокладок и стянуты крепежными болтами, установленными внахлестку на ширину одного элемента.
4. Крепь по п,1, отл и ч а ю щ а я с я тем, 20 что верхний продольный элемент центрального модуля выполнен с большим поперечным сечением по отношению к другим элементам.
1767186
1767186 а. 7
Fu» 8
Составитель Л.Березкина
Техред М.Моргентал Корректор M.Ñëèâêà
Редактор
Заказ 3533 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101