HU182953B - Supporting frame for drifts, tunnels or similars - Google Patents

Description

A találmány tárnákban, alagútakban, vagy hasonlókban alkalmazható bányabiztosító keretre vonatkozik, olyan szegmensekből összeállítva, melyekben legalább három övrúd egy külső és egy belső övét képez, s ezek egymással rácsozati rudazat útján vannak összekötve.

Az ismert bányabiztosító kereteket egyedi, tömör falú acélból készített ív alakú szegmensekből állítják össze, lényegében U vagy vályú alakú keresztmetszettel, és két szomszédosán elhelyezett keretszegmens végeinek erőzáró összekapcsolásával egyesítik ezeket egyetlen teherbíró keretté. Az ilyen kereteket azután beépítik a tárnákba egymástól bizonyos távolságban. A két szomszédos keret közötti térrészben többnyire betonvasrácsot, úgynevezett bányarácsot függesztenek fel és végül az egész ácsolatot fröcskölt betonnal bélelik ki.

Mivel az ismert keretek a mögöttük lévő kőzetet elfedik, a beton fröcskölésekor a kereteknek megfelelő szakaszokon hiányos fröcskölésű helyek jönnek létre. A kész ácsozat tehát, a tárna hosszanti irányában vizsgálva, hordozóképesség szempontjából nem összefüggő és nem dolgozik együtt, hanem az alkalmazott beton és az acélkeretek váltakozva összetett sorozataként működik, ahol a betonkeret a folyamatosság helyett a mögötte lévő kőzettel érintkezik, míg az acélkeret a kőzetet csak egyes helyeken érinti. A betonkerettel ellentétben ezért az acélkeret a kőzetet csak részben, egyes pontokon támasztja alá. A kétféle keretfajta között semmiféle erőzáró kapcsolat nem áll fenn. Ezenkívül ismeretesek olyan rácsszerkezetként kialakított ácsozati elemek is vágatbiztosításhoz, alagútakhoz és egyéb föld alatti létesítményekhez, amelyek egymással összehegesztett öv- és kötőelemekből vannak összeállítva a betonbélés vasalásaként. Ezeknél az ismert ácsozati elemeknél az övék összekötőelemeiként egyedi, egyforma, sokszögűvé hajtott, elválasztható réssel ellátott olyan hurkokat alkalmaznak, amelyek váltakozva hajtogatottan vannak egymásra helyezve, majd az elválasztó rés záródása után össze vannak hegesztve az övrudakkal.

Az ilyen elemekből összeszerelt keretet a fröcskölt beton teljesen körülveszi és így a bebetonozott állapotban a betonburkolat vasalását alkotja. A keret összeállítására szolgáló egyes elemek összekapcsolása az összekötendő elemek végeinél a közéjük illesztett kapcsolódarabok segítségével történik. A kapcsolódarabokat rugók, ékek, excenterek és hasonló kötőelemek tartják össze.

Az összekapcsolásnak ezt a módját csak pontosan meghatározott méretű, azaz pontosan meghatározott keresztmetszetű egyedi keretelemekkel lehet megvalósítani. Mivel a fejtési szelvények megmunkálatlanok és szabálytalanok, a most tárgyalt módon összeállított keretek pedig nagyságukban, illetve átmérőjükben nem teszik lehetővé a fejtési szelvényhez való illesztést, a kereteket mindig kisebbre kell választani a legkisebb fejtési szelvénynél. A keretek tehát különleges segédeszközök alkalmazása nélkül nem támasztanak alá semmit, de azokkal is csak a kőzet megtámasztását jelentik.

A kőzet megfelelő megtámasztása, éspedig lehetőleg közvetlenül a fejtés végrehajtása után, az újabb ismeretek szerint éppen azért rendkívül fontos, mert azok az erők, amelyek a tárna végleges ácsolatára fognak hatni, annál kisebbek lesznek, minél rövidebb volt az az idő, amely a fejtés és a kőzet deformálódását megakadályozó, vagy lehetőleg meggátló, a kitermelt kőzet támadó hatását bizonyos mértékben helyettesítő ellenerő fellépése kö2 zott telik el. A legjobb eredmény akkor adódik, ha egy másik javaslat szerint, közvetlenül az alagút-keresztmetszet fejtése után, a szegmensekből összeállítható bányabiztosító keret egyes szegmenseit hidraulikus sajtó segítségével a fejtés oldalfalának nyomjuk úgy, hogy közben a szomszédos szegmensvégek relatív helyzete a keret kerületének irányában változik és a préselési művelet végén, a kereteknek ebben az így megtartott, feszített helyzetében a szomszédos szegmenseket egymással mereven összeerősítjük.

A találmány feladata, hogy olyan rácsos szegmensekből összeállítható bányabiztosító keretet létesítsünk, amely lehetővé teszi, hogy a fejtési keresztmetszethez illeszkedő és ahhoz hozzányomható, a betonbélés felviteléig a fejtés ideiglenes és közvetlen megtámasztására alkalmas támasztószerkezet jöjjön létre a tárnában, amelyet betonnal körülvéve az végül is átveszi a tárna kerületének irányában a folyamatos betonvasalás szerepét.

A feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a bányabiztosító keretet alkotó, rácsozati rudazattal összekötött övrudakból álló szegmenseknél a rácsozati rudazatok az övrudakkal valamennyi keretoldalon közelítőleg háromszögű felületeket zárnak körül, továbbá minden szegmensnek legalábbis egyik végződése a szomszédos szegmens végződésének kerületirányú vezetékeként van kialakítva, végül a szomszédos szegmensek az egymáson megvezetett és egymást a kívánt mértékig átlapoló végződéseik tartományban kapcsolóeszközök útján szilárdan össze vannak kötve egymással.

A találmány szerint kialakított keretszegmensek kis súlyuk és hajlító igénybevétellel szembeni nagy rugalmasságuk következtében az ismerteknél lényegesen könnyebben kezelhetők és az előzőekben ismertetett új ácsolási eljáráshoz lényegesen jobban használhatók, mint az eddig alkalmazott tömör falú bányaidomok. A már említett, ismert rácsozott keretszegmensekkel ellentétben, a találmány szerinti szegmensek a rácsozati rudazat különleges kialakítása révén biztosított, torzióval szembeni merevségük következtében, valamint a végződéseik különleges kiképzése útján a kerület irányában a szomszédos szegmensekhez képest változtatható összekötési lehetőségük következtében az új ácsolási eljárásokhoz különösen alkalmasak.

A találmány szerinti bányabiztosító keretek felállítása és a betonbélés felhordása után a beton mindenütt teljesen beborítja a kőzetet és így azt folytonosan és egyenletesen támasztja alá. Emellett azokon a helyeken sem keletkezik hiány, amelyeken a keretszegmensek egymással az összekötődarabok segítségével össze vannak kapcsolva, mert az összekötődarabok a keret kerületének irányából szemlélve olyan korlátozott kiteijedésűek, hogy ezeknek a szakaszoknak a hátsó kitöltése betonnal az összekötődarabok végei felől nehézség nélkül lehetséges.

Annak érdekében, hogy a szomszédos szegmensek végei a kerület irányában csúszó módon legyenek megvezetve, valamint hogy a szomszédos elemek végei változtatható viszonylagos helyzetben különösen egyszerű eszközökkel szilárdan összeköthetők legyenek, egy előnyös kivitelnél a szomszédos szegmensek egymás felé eső végződései, egymást kiegészítő módon, egymásba illeszkedően vannak kialakítva úgy, hogy a kerület irányában egymáshoz képest elcsúsztathatok és egymással kapcsolóeszközök útján összeköthetők. Célszerűen minden

182 953 összekötési helyen két, egymástól bizonyos távolságban elhelyezett kapcsolóeszközt alkalmazunk.

Annak érdekében, hogy lehetőleg nagy együttműködő felület jöjjön létre, amelynek mentén az erő súrlódási kapcsolattal adódhat át, célszerű a végződéseket úgy kialakítani, hogy azok egymásba szorosan illeszkedjenek. A találmány egy további kiviteli alakjánál e célból a szomszédos szegmensek egymás felé eső végződései tömör falú, vályú alakú idomdarabként vannak kialakítva megközelítőleg U alakú keresztmetszettel, amelynek a szimmetriasíkjával párhuzamos valamennyi metszetében azonos a falvastagsága. Annak biztosítására, hogy a bebetonozás végrehajtása után az érintőirányú erőhatások a vasalásnak átadhatók legyenek anélkül, hogy a szegmensek végére a falazat mentén súrlódási erők hassanak, továbbá, hogy a kapcsolóeszközök tartós működőképessége megmaradjon, a szegmensek végeihez - például hegesztéssel - rudakat csatlakoztathatunk, amelyek segítségével az erők közvetetten, a rudakat körülvevő betonon keresztül - a betétvasak jellegétől függően — a szomszédos keretszegmens övrúdjaira adódnak át.

Egy előnyös kiviteli alaknál a szomszédos szegmensek egymással összekapcsolandó végződéseinek egyikén a külső övrudaknak a szomszédos szegmens fölé nyúló meghosszabbítását képező rúdjai vannak, a másik végződésén pedig a belső övrúdnak van a szomszédos szegmensek túlnyúló meghosszabbítást képező rúdja.

Célszerűen valamennyi racsozati rudazat cikcakk alakú. Hosszú, cikcakk alakúra hajlított rácsozati rudazat használata esetén a keretszegmensek előállítása könnyebbé válik, mivel az egymástól különálló egyedi részek időtrabló összeillesztése és pontos összeállítása elmarad.

Előnyös az, ha a páronként szomszédos övrudak közötti rácsozati rudazatok átmenő, cikcakk alakúra meghajlított drótból vannak kialakítva. Ekkor ugyanis maximális hajlítási és torziós szilárdsággal bíró térbeli szerkezetet nyerünk, amelynél a páronként egymáshoz tartozó rácsrudak egy övön befül úgy vannak összekapcsolva, hogy a nyomott övkihajlási tulajdonságát kedvezően befolyásolja.

Abból a célból, hogy a szegmenseknek a kőzethez való nyomásánál lehetőleg közvetlenül a kőzetre lépjen fel nagy erőhatás anélkül, hogy a szükséges nagy nyomóerőket a rácsozat keresztrudazatain kelljen átvezetni, azokat a rácsozati rudazatokat, amelyek a külső övét képező övrudakhoz vezetnek, ezen külső övrudakhoz azok belső oldalán érintkeztetjük úgy, hogy a külső övrudak szabadon maradjanak és így a nyomószerszám a rácsozati rudazatnak a kőzeten megtámaszkodó rudazataira tudjon közvetlenül hatást kifejteni.

A találmány szerinti bányabiztosító keretekhez általában ív alakú, elsősorban körív alakú szegmenseket alkalmazunk, amelyeket összerakva kerek, különösen kör alakú bányabiztosító keret jön létre. Lehetséges azonban ív alakú és egyenes keretszegmenseket is kombinálni egymással, például azért, hogy a keretnek patkó formája legyen, vagy használhatunk csupa egyenes szegmenseket azért, hogy trapéz alakú keretet nyerjünk. Abból a célból, hogy szükség esetén az ácsozati keretben sarkos kiképzés jöjjön létre, két szomszédos szegmens végződéseit a közéjük illesztett, a végződések alakjához igazodó sarokdarabbal lehet összekapcsolni.

Az övrudak és rácsozati rudazatok hidegalakításával alacsonyan ötvözött acél alkalmazása mellett is olyan nagy szilárdságot lehet elérni, amit olyan rudak esetén, melyeknél a szükséges nagy szilárdsági értékeket az ötvözőanyagok biztosítják, nem lehet kielégítő mértékben elérni. Az elektromos ellenállás-hegesztésnek pedig az egyes elemek összekötésekor van nagy előnye a kis időszükséglet következtében. Amennyiben nagy átmérőjű övrudakra van szükség, akkor a technológia mai fejlettségénél az egyenletes hidegalakítás már nem lehetséges, vagy csak meg nem engedhető mértékű ráfordítással végezhető el. Ebben az esetben elkerülhetetlen az, hogy az övrudak szilárdságát ötvözéssel, elsősorban megnövelt széntartalommal érjük el. Ilyen esetben azonban az ellenállás-hegesztés még racionálisan elvégezhető akkor, ha az övrudak 0,3%-nál magasabb széntartalmú acélból készülnek és adott esetben más ötvözőanyagokat is tartalmaznak, a rácsozati rudazat viszont kisebb széntartalmú acélból van, mint az övrudak és adott esetben hidegen vannak alakítva.

A találmányt a továbbiakban annak példaképpeni kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben az ábrák segítségével, amelyek közül:

az 1. ábra a keretszegmens egyik példaképpeni keresztmetszete, ahol az övrudak háromszög alakban vannak elrendezve;

a 2. ábra a keretszegmens olyan példaképpeni keresztmetszete, ahol az övrudak trapéz alakban vannak elrendezve;

a 3. ábrán olyan keretszegmens-kivitel látható, ahol az övrudak az 1. ábrához hasonlóan háromszög-elrendezésűek, azonban a rácsozati rudak az 1. ábrához képest másként vannak elrendezve;

a 4. ábra a 3. ábrához hasonló kivitelű keretszegmens metszetét mutatja, itt azonban az övrudak keresztmetszete derékszögű;

az 5. és 6. ábra a 3. ábra szerinti keretszegmens egy részletét oldalnézetben, illetve felülnézetben szemlélteti;

a 7. és 8. ábrán két szomszédos keretszegmens összekötését mutatjuk be hosszmetszetben, illetve keresztmetszetben;

a 9. ábrán szomszédos szegmensek sarkos összekapcsolása látható.

Az 1. ábra szerinti keretszegmens térbeli háromszög csúcsaiban elhelyezett 1, 2 és 3 övrúdból áll. Az 1 és 2 övrúd keresztmetszete megegyezik, s ezek alkotják a keretszegmens felső övét. A 3 övrúd keresztmetszete célszerűen az 1 és 2 övrúd keresztmetszeti felületének összege. Az 1, 2 és 3 övrúd páronként össze van kötve olyan cikcakk alakúra hajtott 4, 5 és 6 rácsozati rudazattal, amely az egymást követő hajlítási helyeknél váltakozva össze van hegesztve az ezen rácsozati rudazathoz kapcsolódó övrudak egyikével.

A 2. ábrán látható keretszegmens trapéz alakban elhelyezett négy 1,2,7 és 8 övrudakból áll, amelyek célszerűen azonos keresztmetszetűek. Az 1, 2, 7 és 8 övrudak szintén páronként vannak egymással összekötve, a 4,5, 6 és 9 rácsozati rudazatok útján.

A 3. ábrán bemutatott keretszegmens három í, 2 és 3 övrúdból áll, amelyeknek elrendezése megegyezik az 1. ábrán láthatóval, azonban az 5 és 6 rácsozati rudazat az 1 és 2 övrúd egymás felé fordított belső oldalához van hegesztve. Hasonlóan a 4 rácsozati rudazat is az 1 és 2 övrúd belső, a 3 övrúd felé fordított oldalához van hegesztve. Ily módon a P nyíllal jelölt helyeken könnyen lehet alkalmazni egy nyomószerszámot, amellyel a keret3

-3182 953 szegmens közvetlenül a külső övnél megfogva szorítható a kőzethez anélkül, hogy a nyomóerő az 5 és 6 rácsozati rudazaton adódna át.

Az övrudak nem szükségképpen kör keresztmetszetűek, amint ezt eddig feltételezték, sőt inkább más keresztmetszetű rudak is használhatóak, így derékszögű, négyzetes, hatszögű, vagy ovális keresztmetszetű rudak.

A 4. ábra a 3. ábrához hasonló szerkezetű keretszegmens keresztmetszetét mutatja be, csakhogy itt az 1, 2 és 3 övrúd derékszögű és amint ez látható, egyszerű módon nagy érintkező felület alakítható ki a cikcakk alakú 4, 5 és 6 rácsozati rudazat csúcsai, valamint a derékszögű 1,2 és 3 övrudak lapos oldalai között, ami különösen az elektromos ellenállás-hegesztés alkalmazása szempontjából előnyös.

Az 5. és a 6. ábra a 3. ábra szerinti keretszegmens oldalnézetét, illetve felülnézetét mutatja be.

Amint ez különösen az 5. ábrán látható, a keretszegmenseknek íves alakjuk van, például lényegében körszelet alakúak, úgy hogy több szegmens adott esetben zárt kör alakú keretté rakható össze.

Két szomszédos keretszegmens összekapcsolását a 7. és 8. ábrán tüntettük fel. Az egyik keretszegmens 1, 2 és övrúdjának végére hegesztett kötéssel csatlakozik a 10 végződés, amely tömör falú, lényegében U alakú idomdarab, amelynek fala úgy van kialakítva, hogy az idomdarab S- S szimmetria síkjával párhuzamos minden metszetének azonos a falvastagsága. Az így kialakított 10 végződésbe szorosan beleilleszthető a hasonlóan kialakított 11 végződés, amelyhez a másik keretszegmens 1’ 2’ és 3’ övrúdjai ugyancsak hegesztett kötéssel csatlakoznak. Amint ez különösen a 7. ábrán látható, az 1, 2 és 3, Uletve 1’, 2’ és 3’ övrudak csak olyan mélyen nyúlnak be a 10 és 11 végződésekbe, amennyire azt az 1, 2, 3,1’, 2’, 3’ övrudaknak a 10, illetve 11 végződésekkel való erőzáró hegesztett kötése szükségessé teszi. A 10 és 11 végződések középső szakaszán nincsenek övrudak és így azokat nehézség nélkül egymásba lehet tolni.

Két erős, egymáshoz a csak jelölt 17 és 18 menetes csappal összehúzható 15 és 16 keresztjárom segítségével lehet a 10 és 11 végződéseket egymásba beszorítani és súrlódó kapcsolattal erőzáróan egymással összekötni. Ennek érdekében a 16 keresztjárom úgy alakítható ki, hogy a belül egymásra fekvő 10 és 11 végződéseket részben körülfogja. A 15 és 16 keresztjárom a 17 és 18 menetes csappal együttesen szorítószerkezetet alkot, ezért kapcsolóeszközöknek nevezzük azokat.

Adott esetben a 11 végződésre még olyan 12 és 13 rudak is hegeszthetők, amelyek a 10 végződéssel összehegesztett keretszegmens 1 és 2 övrúdjain túlnyúlnak. Ugyanígy a 10 végződéshez is hozzá lehet kötni a 14 rudat, amely a 11 végződéssel összehegesztett keretszegmens 3’ rúdján nyúlik túl. Bebetonozott állapotban ezek a 12, 13, 14 rudak — a betonvasak módján — az öv közvetlen összekötését képezik egymással és így a beton megkötése után tehermentesítik a 10 és 11 végződés csatlakozó kapcsolódását.

A 9. ábrán trapéz alakú, vagy patkó alakú bányabiztosító keretek készítésénél alkalmazható sarokkötés van feltüntetve. Itt az egyenes keretszegmens az 1. ábrán bemutatott keresztmetszeti alaknak és felépítésnek felel meg. Amint látható, a saroknál a két összekötendő keretszegmens közé 19 sarokdarab van beiktatva, amely két egyenes, a keretszegmensek 10, illetve 11 végződéséhez illeszkedő és egymással megfelelő szögben összehegesz4 tett szárból áll. A keretszegmensek 10 és 11 végződéseinek a 19 sarokdarab száraival való összekapcsolása szintén egy, vagy több kapcsolószerkezet útján történik.

Claims (11)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Bányabiztosító keret tárnákhoz, alagutakhoz vagy hasonlókhoz olyan szegmensekből összeállítva, amelyeknél legalább három övrúd egy külső és egy belső övét képez, s ezek egymással rácsozati rudazat útján vannak összekötve, azzal jellemezve, hogy a szegmensek rácsozati rudazatai (4, 5, 6, 9) az övrudakkal (1, 2, 3, 7, 8) valamennyi keretoldalon közelítőleg háromszögű felületeket zárnak körül, továbbá, hogy minden szegmensnek legalábbis egyik végződése (10) a szomszédos szegmens végződésének (11) kerületirányú vezetékeként van kialakítva, végül, hogy a szomszédos szegmensek az egymáson megnevezett és egymást a kívánt mértékig átlapoló végződéseik (10, 11) tartományában kapcsolóeszközök — keresztjárom (15, 16) és menetescsap (17, 18) — útján szilárdan össze vannak kötve egymással.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti bányabiztosító keret kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a szomszédos szegmensek egymás felé eső végződései (10, 11) egymást kiegészítő módon egymásba illően vannak kialakítva úgy, hogy a kerület irányában egymáshoz képest eltolható és egymással kapcsolóeszközök - keresztjárom (15, 16) és menetescsap (17, 18) - útján összeköthető kialakításúak (8. ábra).
3. 3. A 2. igénypont szerinti bányabiztositó keret kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a szomszédos szegmensek egymás felé eső végződései (10, 11) tömör falú, vályú alakú idomdarabként vannak kialakítva megközelítőleg U alakú keresztmetszettel, amelynek a szimmetriasíkjával párhuzamos valamennyi metszetben azonos a falvastagsága (8. ábra).
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti bányabiztosító keret kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a szomszédos szegmensek egymással összekapcsolandó végződéseinek (10, 11) egyikén (11) a külső övrudaknak (1, 2) a szomszédos szegmens felé nyúló meghosszabbítást képező rúdjai (12, 13) vannak, a másik végződésen (10) pedig a belső övrúdnak (3) van a szomszédos szegmens fölé nyúló meghosszabbítást képező rúdja (14) (7. ábra).
5. 5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti bányabiztosító keret kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy két szomszédos szegmens végződései (10, 11) a közéjük beiktatott, s a végződések (10, 11) formájához illeszkedő sarokdarab (19) útján vannak egymással összekapcsolva (9. ábra).
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti bányabiztosító keret kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a keretet alkotó szegmensek valamennyi rácsozati rudazata (4, 5, 6,9) cikcakk alakú.
7. 7. A 6. igénypont szerinti bányabiztosító keret kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a keretet alkotó szegmenseknél a páronként szomszédos övrudak (1—2,2—3, 3-1) közötti rácsozati rudazatok (4, 5, 6) átmenő, cikcakk alakúra hajlított drótból vannak kialakítva.
8. 8. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti bányabiztosító keret kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a keretet alkotó szegmenseknek azok a rácsozati rudazatai (5, 6), amelyek a külső övét alkotó övrudakhoz (1, 2) vezetnek, ezeket a külső övrudakat (1, 2) a további öv-41

   182 953 rúd (2) felé fordított belső oldalukon érintik (3. és 4. ábra).
9. 9. Az 5-8, igénypontok bármelyike szerinti bányabiztodtó keret kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a keretet alkotó szegmensek rácsozati rudazatai (4, 5, 6,9) 5 ellenállás-hegesztés útján vannak az övrudakkal (1, 2, 3,

   7,8) összekötve.
10. 10. Az 5-9. igénypontok bármelyike szerinti bányabiztosjtó keret kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a keretet alkotó szegmensek övrúdjai (1, 2, 3, 7, 8) és 10 adott esetben a rácsozati rudazatok (4, 5, 6, 9) is hideg alakítás útján vannak alakítva.
11. 11. Az 5-9. igénypontok bármelyike szerinti bányabiztosító keret kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a keretet alkotó szegmensek övrúdjai (1, 2, 3, 7, 8) 0,3%-nál nagyobb széntartalmú, és adott esetben más ötvözőanyagokat is tartalmazó acélból vannak, a rácsozati rudazatok (4, 5, 6, 9) pedig az övrudakénál kisebb széntartalmú acélból vannak és adott esetben hidegalakítottak.