МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ АРОЧНАЯ КРЕПЬ С КОНСОЛЬЮ
METALLIC ARCHED SUPPORT WITH CONSOLE

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для крепления горных выработок, пройденных вприсечку к закладочному массиву или ранее пройденным выработкам.
Известны металлические арочные крепи в виде жестких шарнирных податливых или шарнирно-податливых конструкций (Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкций крепей. - М.: Недра, 1984. - 415 с.). Арочная жесткая крепь из балок двутаврового профиля № 14-20 или из железнодорожных рельсов обычно состоит из двух полуарок, соединяемых в замке при помощи металлических накладок и болтов. Трехшарнирная арка состоит из двух аналогичных полуарок, соединяемых в замке свода шарниром той или иной конструкции.
Арочная податливая крепь из спецпрофиля состоит из трех элементов: верхнего, криволинейного, очерченного одним радиусом, и двух боковых элементов (стоек), криволинейных на всей длине или имеющих прямолинейный нижний участок.
Недостатком такой крепи при сооружении сплошного бетонного перекрытия, сформированного закладкой выработок, пройденных вприсечку одна к другой, является необходимость установки в каждой выработке полных арок, что увеличивает металлоемкость и трудоемкость установки крепи.
Известна металлическая арочная податливая крепь А.с. СССР №205775, МПК Е21d, 02.12.1967. Она состоит из двух боковых элементов (стоек) и верхнего элемента (арки), соединенных узлом податливости. В этом узле предусмотрена гибкая пластина, позволяющая снижать величину изгибающего момента при повороте верхняка относительно стойки.
Недостатком такой крепи при сооружении сплошного бетонного перекрытия, сформированного закладкой, пройденных вприсечку одна к другой, является необходимость установки в каждой выработке полных арок, что увеличивает металлоемкость и трудоемкость установки крепи.
Известна металлическая рамная крепь горных выработок А.с. СССР №1776317, Е21D 11/14, 15.11.1992, принятая за прототип. Крепь предназначена для крепления выработок большого пролета. Состоит из двух боковых, одной составной средней стойки, соединяющихся узлами податливости с двумя верхняками, соединенными между собой посредством Т-образного элемента, закрепленного в узле податливости средней стойки.
Недостатком такой крепи является то, что в ее конструкцию входят кроме двух боковых стоек два верхняка, средняя (третья) стойка и Т-образный элемент. Использование такой конструкции крепи для сооружения сплошного бетонного перекрытия в выработках, пройденных вприсечку одна к другой, увеличивает металлоемкость и трудоемкость установки крепи.
Техническим результатом предлагаемой конструкции является снижение металлоемкости и трудоемкости крепления выработок за счет устранения стоек в арках вторичных выработок.
Технический результат достигается тем, что в металлической рамной арочной крепи для выработок, пройденных вприсечку к закладочному массиву или paнее пройденным первичным выработкам, включающей в себе две стойки и верхняк, соединенные между собой, согласно изобретению, к верхнякам первичных выработок с внешней стороны прикреплены две плиты-консоли в виде неравнобоких уголков с отверстиями для штырей, на которые опирается и фиксируется при помощи штырей верхняк, состоящий из двух полуарок, устанавливаемый при проведении вторичных выработок.
Конструкцию поясняют фигуры 1-5, где показан общий вид крепи и узлы соединения вторичных арок с первичными, а также вид по А по фиг.2 и фиг.4.
Конструкция крепи содержит стойки первичных выработок 1, соединенных накладками или узлами податливости с верхняком 2, к которому с внешней стороны прикрепляют две плиты-консоли 3 в виде неравнобоких уголков с отверстиями для штырей. К торцу полуарки 4 вторичной выработки прикрепляют опорную плиту 5 с аналогичными отверстиями, соосными с отверстиями плиты-консоли. После установки опорной плиты 5 полуарки 4 вторичной выработки на плиту-консоль 3 первичной выработки их стопорят штырями 6.
Разработка уникальных месторождений со сложными горно-геологическими и гидрогеологическими условиями связана с риском возникновения чрезвычайных ситуаций за счет возможности прорыва подземных вод, развития вывалов и обрушений больших объемов руд и вмещающих пород.
Описанная конструкция применима при подготовке к выемке богатых руд Яковлевского рудника. Для исключения опасных деформаций и разрушений пород, расположенных между горными выработками и вышележащими водоносными горизонтами в процессе ведения очистных работ, по верхнему слою рудного тела предусматривается строительство защитного бетонного перекрытия. Перекрытие представляет собой параллельные выработки, которые последовательно проходят и закладывают твердеющим материалом. Первичные выработки проводят с оставлением между ними целика шириной, равной ширине первичной выработки. В первичные выработки устанавливают полные арки, включающие в себя две стойки и верхняк. К верхняку 2 с внешней стороны прикрепляют две плиты-консоли 3 в виде неравнобоких уголков с отверстиями для штырей. После закладки первичных выработок и набора закладочным материалом необходимой прочности по целику между первичными выработками проводят выработки второй очереди. При их проходке крепь возводят только в виде составных полуарок 4 с приваренными к торцам опорными плитами 5, которые устанавливают на плиты-консоли 3 и стопорят штырями 6.