МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ АРОЧНАЯ КРЕПЬ

Полезная модель относится к горной промышленности, и может быть использована для креплении горных выработок.
Известна металлическая арочная крепь, включающая верхняк, узлы сопряжения его со стойками с опорными пластинами (авторское свидетельство СССР №515361, МПК 7 E 21 D 11/14, а также альбом №1, Типовой проект «Сечения горных выработок, закрепленных металлической арочной крепью из взаимозаменяемого профиля для условий Кузбасса», Центргипрошахт, 1974 г., стр.34, 120).
К недостаткам такой крепи следует отнести нестабильную податливость узлов сопряжения верхняка и стоек, обусловленная тем, что концы верхняка и стоек в зоне узла сопряжения в силу технологии изготовления практически прямолинейны и при стягивании их хомутами узла податливости торцевые кромки стоек врезаются во внутреннюю поверхность верхняка.
Кроме того, наличие опорных пластин (торцевых плит) на концах стоек, хотя и позволяет исключить внедрение стоек в почву выработки, способствует смещению стоек внутрь выработки при значительных боковых нагрузках на крепь.
Известна металлическая арочная крепь (см. авторское свидетельство СССР №576419, МПК 7 E 21 D 11/14), в которой для исключения смещения стоек от боковых нагрузок на опорных пластинах образованы выступающие шипы.
Не исключая недостатков работы узлов сопряжения (узлов податливости), такая крепь обеспечивает исключение смещения конусов стоек только в начальной стадии работы крепи.
Заявляемая полезная модель, включающая верхняки, стойки, узлы сопряжения, опорные пластины на концах стоек, отмеченные недостатки
исключает за счет того, что опорные пластины закреплены на торцах отрезков спецпрофиля, закрепленных дополнительными хомутами на концах стоек крепи.
Задачами заявляемой полезной модели являются: увеличение прочности металлической арочной крепи, снижение металлоемкости.
Указанные задачи достигаются тем, что в металлической арочной крепи, включающей соединенные хомутами в узлах податливости верхняк и стойки из спецпрофиля, опорные пластины, согласно заявляемому техническому решению, на концах стоек внутри желоба дополнительными хомутами закреплены отрезки спецпрофиля с опорными пластинами.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 показана рама металлической арочной крепи; на фиг.2 показан опорный торец стойки крепи, вид снизу.
Металлическая арочная крепь состоит из соединенных хомутами в узле податливости 1 выполненых из спецпрофиля верхняка 2 и стоек 3, на концах которых внутри желоба спецпрофиля с помощью дополнительных хомутов 4 закреплены отрезки 5 спецпрофиля с опорными пластинами 6 на торцах.
Металлическая арочная крепь работает следующим образом.
Отрезки 5 спецпрофиля с опорными пластинами 6 с помощью дополнительных хомутов 4 закрепляют на стойках 3 в заводских условиях на некотором расчетном расстоянии от торца. Затем в горной выработке устанавливают эти стойки 3 и закрепляют на них с помощью дополнительных хомутов 4 верхняк 2 в узлах податливости 1.
При восприятии нагрузки на крепь торцы стоек 3 внедряются в породу до контакта с ней опорных пластин 6 на отрезках 5 спецпрофиля, что позволяет исключить их боковое смещение.
При увеличении нагрузок на крепь со стороны горного массива сначала происходит внедрение концов стоек 3 с дифференцированным распределением усилий внедрения на торцы спецпрофиля стоек 3 и опорной
пластины 6 отрезков 5 спецпрофиля, которые смещаются относительно стоек 3 с расчетным усилием.
По мере увеличения воздействия горного массива на крепь при внедрении концов стоек 3 в почву происходит перераспределение этого усилия на крепь и окружающие крепь породы.
При опускании крепи происходит менее значительное увеличение давления на верхняки 2, чем на породы у бортов выработки с увеличением боковых нагрузок на стойки 3 металлической арочной крепи.
Одновременно происходит относительное смещение верхняка 2 и стоек 3 в узлах податливости 1 с увеличением нагрузок на окружающие крепь боковые породы, увеличением боковых нагрузок на стойки 3 крепи и прекращением увеличения вертикальных нагрузок на стойки 3 и закрепленные на них отрезки 5 спецпрофиля.
Увеличение боковых нагрузок на стойки 3 не может вызвать смещения концов стоек внутрь выработки, поскольку они достаточно глубоко внедрены в почву выработки, а открытый в сторону бортов выработки желоб спецпрофиля концов стоек 3 не создает эффект клиновидного башмака из разработанной горной породы, который мог бы способствовать смещению концов стоек 3 внутрь выработки.
Увеличение затрат на изготовление предлагаемой крепи незначительно из-за наличия большого количества отрезков спецпрофиля, идущих в отходы, а гармоничное распределение горного давления на крепь и окружающие ее горные породы позволяют увеличить прочность крепи и снизить число рам металлической арочной крепи на погонный метр выработки.