FI65307C - Komprimerbar gruvstoetta - Google Patents

Description

2 65307 lyhyeltä osalta niiden alkuperäisestä pituudesta ja että ne ovat helposti syttyviä.

Puukaivospölkyt käsittävät yhden ainoa pylvään, joka kiilataan louhoksen katto- ja pohjaseinämän väliin. Nämä kannattimet ovat tarkoitetut ainoastaan väliaikaisiksi kannattamiksi, koska niiden kokoonpainuvuus on erittäin rajoitettu. Useita tarkotuksen-mukaisia menetelmiä on kuitenkin ehdotettu sen ajajakson pidentämiseksi, jolloin kuormitus kasvaa yhtä suureksi kuin pölkyn täysi kannatuskyky. Eräs näistä käsittää pölkyn kiilaamisen ylä- ja/ tai alalevyn väliin, joka puristuu kokoon ennenkuin pölkky joutuu altiiksi täydelle kuormitukselle.

Eräs toinen menetelmä oli pölkyn sijoittaminen, joko yksit-täiselementtinä tai useina osina, jäykkään rauta- tai teräsputkeen siten, että osa pölkystä työntyy ulos putken toisesta tai kummastakin päästä. Näiden pölkkyjen kokoonpuristumisalue oli sama kuin tavallisen puisen pölkyn ja niiden pääetu oli, että voitiin käyttää puukappaleita, jotka olivat liian lyhyitä pölkkyinä käytettäviksi. Metalliputket valmistettiin kovasta teräksestä tai raudasta ja olivat tarkoitetut varsinkin toistuvaa käyttöä varten.

DE-patenttijulkaisusta No. 703 063 tunnetaan uiko- ja sisä-holkin käsittävä kaivoskannatin, joka on pituussuunnassaan säädettävä ulkoholkin sisään sijoitettavien puupalasten avulla. Tämä tunnettu kaivoskannatin on muotoiltu vastustamaan luhistumista. Tarkoituksena on, että kannatin voitaisiin poistaa asennuspaikaltaan ja käyttää uudelleen. Kysymyksessä on siis kohtuullisen kuormituksen aikana muotonsa säilyttävästä kaivoskannattimesta. Puristusvoiman lisääntyessä tällainen kannatin kuitenkin helposti taittuu, jolloin sen kannatuskyky yht'äkkiä häviää. Kyseistä kannatin-ta ei siis missään tapauksessa voida käyttää uudenaikaisissa sy-välouhoksissa, joissa puristusvoimat nousevat hyvin suuriksi.

GB-patenttijulkaisusta No. 1 016 292 tunnetaan teleskooppinen, uiko- ja sisäholkin käsittävä kaivoskannatin, jonka ulkoholkin sisään on sijoitettu tankomainen, puuta tai elastista materiaalia oleva säätöväline, jonka kartiomaista yläpäätä ympäröi sisäholkin alapäähän kiinnitetty rengasmainen teräslaippa. Kun puristusvoima vaikuttaa kannattimen päihin, mainittu laippa työntyy säätöväli-neen päälle ja liukuu tätä pitkin kitkavoimaa vastaan. Säätöväli- 3 65307 neen ja kannattimen terässeinämän välissä on huomattava tyhjä tila, joka estää säätövälinettä saamasta tukea ympäröivästä hoikista kuormituksen aikana. Kyseisen kannattimen kannatuskyky perustuu siis pääasiassa säätövälineen ja rengasmaisen laipan väliseen kitkaan. Kun kannattimen teleskooppiset ovat ovat työntyneet pohja-asentoonsa, säätöväline ja rengaslaippa voidaan poistaa ja korvata uusilla, jonka jälkeen kannatin on valmis käytettäväksi uudelleen. Koska pyrkimyksenä on ollut toistuvaan käyttöön soveltuvan kaivoskannattimen kehittäminen, on selvää, että kyseinen kannatin on lähinnä tarkoitettu käytettäväksi alhaisissa paineolosuhteissa. Toistuvan käytön edellytyksenä on nimittäin että hoikkien muoto pysyy muuttumattomana puristuksen aikana, mikä kokonaan sulkee pois kannattimen käytön esimerkiksi syvälouhoksissa, joissa puristusvoimat nousevat äärimmäisen korkeiksi.

Hydraulisten pölkkyjen avulla voidaan ratkaista monta edellämainittua ongelmaa, mutta ne ovat kallita ja niiden kokoonpuristuvuus on rajoitettu.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kaivoskannatin, joka on oleellisesti halvempi kuin hydraulinen pölkky ja jonka avulla voidaan poistaa tai ainakin minimoida edellämainitut ongelmat.

Tämä on aikaansaatu kaivoskannattimella, joka tunnetaan siitä, että puuelementti on hoikissa tiukasti paikalleen sopiva ja itse holkki on deformoituvaa materiaalia niin, ett puristuksen lisääntyessä holkki lyhenee ja laajenee olennaisesti poikkisuunnassa ennen murtumistaan, jolloin puu sanotunlaisessa laajentuneessa vyöhykkeessä rikkoontuu kuituiseksi materiaaliksi.

Holkki voi esimerkiksi olla venyvää metallia ja se on sopivim-min yhtä pitkä kuin puuelementti.

Holkki käsittää tarkoituksenmukaisesti kaksi teleskooppisesti kuormituksen suunnassa toimivaa putkea kannattimen ollessa käytössä.

Eräs keksinnön mukainen rakennemuoto selitetään seuraavassa esimerkin avulla viitaten piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää pitkittäissuuntaista poikkileikkausta keksinnön mukaisesta kaivoskannattimesta.

Kuviot 2-7 esittävät osittain kaaviomaisia sivukuvia kuvion 1 mukaisen kannattimen progressiivisia kokoonpuristumisvaiheita kuor- 4 65307 mituksen alaisena*

Kuvio 8 on vertaileva graafinen kuva, jossa on esitetty kuvion 1 mukaisen kannattimen ja kerrostetun kannattimen kuormitusta kannattavia ominaisuuksia kuormituksen alaisena.

Piirustuksen kuviossa 1 esitetty kaivoskannatin käsittää te-leskooppimaiset metalliputket 10 ja 12, jotka kummatkin ovat suljetut toisesta päästään metallilevyn 14 avulla, joka on kiinnitetty putkeen hitsaamalla.

Se metalli, josta putket 10 ja 12 on valmistettu on tärkeä, samoin myös tämän metallin ominaisuudet. Metallin on oltava tarpeeksi venyvää, jotta se pystyisi pullistumaan riittävästi poik-kisuunnassa kannattimen aksiaalisuunnan suhteen kuormitusta vastustavan materiaalin pitämiseksi koossa kannattimen puristuessa kokoon kuormituksen vaikutuksesta pieneen osaan alkuperäisestä pituudestaan.

Kumpikin putki sisältää kuormitusta vastustavaa materiaalia, joka on puuelementti 16, ja joka on muotoiltu ennalta sopimaan tiukasti putkeen. Jos puuelementit eivät sovi tiukasti putkiin, ne on pakattava tiiviisti kokoonpuristuvan täyteaineen, kuten jäykän paisutetun polyuretaanin avulla.

Jotta kannatin toimisi hyväksyttävästi, on oleellista, että puuelementtien säikeiden suunta on yhdensuuntainen tai oleellisesti yhdensuuntainen kannattimen aksiaalisuunnan kanssa.

Kuviosta 1 ilmenee, että putki 12 on täytetty kuormitusta vastustavalla materiaalilla, kun taas putki 10 on täytetty vain osittain. Tämän toimenpiteen tarkoitukena on antaa putkille rajoitettu teleskooppinen liikkuvuus pituussuunnassa kannattimen pituuden säätämiseksi. Juuri ennen kannattimen käyttöä sen pituus säädetään suurin piirtein katon ja lattian välistä korkeutta vastaavaksi irrallisten välilevyjen 20 avulla, jotka on valmistettu jäykästä paisutetusta polyuretaanista, puusta tai vastaavasta kuormitusta vastustavasta materiaalista.

Kuviot 2-7 esittävät keksinnön mukaista kannatinta kokeissa. Kokeet suoritettiin käyttämällä 1000 tonnin puristinta ja piirustukset, varsinkin mitä putkin muodonmuutoksiin tulee, on laadittu kokeen aikana otettujen valokuvien perusteella.

Koestetun kannattimen putket 10 ja 12 valmistettiin kaupassa 5 65307 saatavaa laatua olevasta S.A.B.S 719Ά sähkövastushitsatu.sta niuk-kahiilisestä teräsputkesta (A.P.I. 5L laatu A) , jonka myötöraja on 207 megapaskalia ja jonka vetomurtolujuus on 331 megapaskalia.

Kannattimen alkuperäinen pituus oli 1 metri. Putken 10 seinä-mäpaksuus oli noin 6 mm ja ulkohalkaisija noin 220 mm ja putken 12 seinämäpaksuus noin 6 mm ja ulkohalkaisija noin 200 mm. Elementit 16 koostuivat hyvin kuivatusta puusta (Silignapuuta, jota käytetään kaivospölkkyinä Etelä-Afrikan kultakaivoksissa).

Kuvioissa 2-7 esitetyn kannattimen eri kokoonpuristuvuusvai-heet on merkitty samoilla viitenumeroilla vastaaviin kohtiinsa kuvion 8 käyrällä B.

Kuten käyrästä ilmenee, kestää keksinnön mukainen kannatin kuormitusta, puristuen aluksi kokoon hyvin vähän (100 tonnilla noin 1 % kokoonpuristuminen) . Käyrän kohtien 2 ja 3 välissä puu-elementit puristuvat kokoon aksiaalisuunnassa, jolloin putket muuttavat muotoaan hyvin vähän paitsi että putki 10 pullistuu hieman. 44 % kokoonpainumalla syntyy kuitenkin huomattava pullistuma putken 12 alapään kohdalla tai sen läheisyydessä (esitetty pisteviivoin kuviossa 3). Kuormituksen noustessa putken 12 kannassa oleva pullistuma jatkaa siirtymistään ulospäin kunnes aksiaalisuuntai-nen kuorma ylittää putken 12 metallin myötölujuuden pullistuskoh-dassa. Tässä kohdassa kuorman vaikutus lakkaa (juuri ennen käyrön kohtaa 4) ja pullistuskohta, joka on melkein sulkeutunut kannastaan, muodostaa pidättävän silmukan putken kannan ympäri. Kohdassa 4 (myös kuvio 4) putket ovat sulkeutuneet teleskooppisesti kokonaan ja kannatin joutuu uudestaan alttiiksi täydelle kuomalle. Kuorman pieni väheneminen kohtien 5 ja 6 välillä johtuu putkien painumisesta kokoon, kuten kuvioissa 5-7 on esitetty. Koe lopetettiin 500 tonnin kuormalla, jolloin kannatin oli puristunut kokoon hieman yli 20 % alkuperäisestä pituudestaan. Kun kuormitus nousee tästä kohdasta, tiivistyvät kannattimen jäännökset kiinteäksi massaksi ja käyrästä tulee katkoviivoin esitetynlainen.

Edelläolevasta selityksestä ja piirustuksesta ilmenee, että kannattimen menestyksellinen toiminta riippuu suuressa määrin putkien 10 ja 12 metallin kyvyistä muutaa muotoaan riittävästi pullistumien muodostamiseksi, kun putket painuvat kasaan haitarimai-sesti ilman, että metalli halkeilee tai murtuu. Putket halkeavat 6 65307 kuitenkin käytännössä usein kohdassa 7 tai sen jälkeen. Tässä kohdassa tapahtuvan halkeilemisen on kuitenkin todettu vaikuttavan vähän tai ei ollenkaan käyrän B katkoviivoin esitettyyn alueeseen. Tämä johtuu ilmeisesti siitä, että puinen jäännös (kuitu-ainetta) on suljettu putkien muotoa muuttameen metallin sisään niin tiiviisti, ettei se pysty tunkeutumaan ulos ja vaikkakin putki halkeaa, toimii kannatinjäännös melkein kiinteänä kannatti-mena.

On toivottavaa, että sellainen kanantin, jota käytetään kovassa maaperässä tapahtuvassa syvälouhintatyössä, kykenee kestämään kattoseinämän kokoonpainumisessa tapahtuvia nopeuden muutoksia, joita voi aiheutua kallion murtuessa tai muista seismisistä häiriöistä. Tässä suhteessa keksinnön mukaisen kannattimen toiminta oli tyydyttävä sekä koeolosuhteissa että maanalaisissa kokeissa, joissa kannatin saatettiin alttiiksi kokoonpainumisnopeuksil-le, jotka ylittivät 1 m/sek, ja joista todetiin, että ne olisivat johtaneet louhoksen sulkeutumiseen noin 100 mm kannattimen kuor-mitusvastusta vastaan.

Kuviossa 8 oleva käyrä A esittää vertailun vuoksi kerrostetun kannattimen toimintaa, joka koottiin vuorottelevasti kerroksista ja betonitiilistä. Kannatin oli 110 cm korkea ja sen vaakasuorat poikkileikkausmitat olievat 60 x 60 cm. Kuten käyrästä A ilmenee, ei kannatin kestä kuormitusta kovinkaan hyvin ja saavuttaa maksimaalisen kuormankannatuskykynsä noin 35 % kokoonpuristumisen kohdalla, jonka jälkeen betonitiilien ja siten myös kannattimen kuormanvastustuskyky loppuu.

Claims (6)

65307

1. Kaivoskannatin, joka muodostuu pitkänomaisesta, puisesta, kuormitusta vastustavasta elementistä (16) ja hoikista (10, 12), jonka seinämä ympäröi puuelementtiä sen täydeltä ympärysmitalta ja suurimmalta osalta sen pituutta, hoikin akselin ollessa olennaisesti yhdensuuntainen puun syiden kanssa, joka holkki kykenee vastustamaan puuelementin laajenemista ilman hoikin olennaista muodon muuttumista puun syiden suuntaan nähden poikittaisessa suunnassa, kun kannatin joutuu hoikin aksiaalisuunnassa vaikuttavan progressiivisesti lisääntyvän kuorman alkupuristukselle alttiiksi, tunnettu siitä, että puuelementti on hoikissa tiukasti paikalleen sopiva ja itse holkki (10, 12) on deformoituvaa materiaalia niin, että puristuksen lisääntyessä holkki (10, 12) lyhenee ja laajenee olennaisesti poikkisuunnassa ennen murtumistaan, jolloin puu (16) sanotunlaisessa laajentuneessa vyöhykkeessä rikkoontuu kuituiseksi materiaaliksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaivoskannatin, tunnettu siitä, että holkki on venyvää metallia.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kaivoskannatin, tunnettu siitä, että hoikin sisäpinta, ennen kuormittamista, on olennaisesti kokonaan tiukasti puuelementin pintaa vasten.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kaivos-kannatin, tunnettu siitä, että puuelementti on esimuotoiltu hoikin sisäpinnan mukaiseksi.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kaivos-kannatin, tunnettu siitä, että holkki (10) ulottuu puuelementin toisen pään ohi ja muodostaa ontelon, jossa sijaitsee osa toisesta, pitkänomaiseta, puisesta, kuormitusta vastustavasta elementistä, joka on tuettuna toisessa hoikissa (12), joka kuormitettaessa, ennen hoikkien murtumista, työntyy olennaisesti täysin ensimmäisen hoikin sisään teleskooppimaisesti.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kaivoskannatin, tunnettu siitä, että hoikin aines on niukkahiili-terästä, jonka suurin myötölujuus on 207 MPa ja suurin vetomurto-lujuus 331 MPa.