PL236982B1 - Kaszt górniczy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kaszt górniczy, znajdujący zastosowanie zwłaszcza przy zabezpieczeniu chodników utrzymywanych wzdłuż zrobów wyrobisk ścianowych.

Znany jest, na przykład z polskiego opisu patentowego PL 182388 B1 kaszt górniczy zawierający zestaw układanych na sobie naprzemiennie warstw belek, jednych układanych równolegle do osi chodnika, a drugich prostopadle do osi chodnika. Na swej długości belki posiadają wykonane w górnych i dolnych powierzchniach wręby, dopasowane do wysokości belek, służące do sczepiania ze sobą belek ułożonych względem siebie poprzecznie, dzięki czemu belki przylegają do siebie powierzchniami i są powiązane z sąsiadującymi warstwami belek. Najczęściej kaszt ułożony z takich belek ma w widoku z góry kształt zbliżony do kwadratu, a w widoku z boku - zbliżony do prostokąta o wysokości odpowiadającej odległości między spągiem a stropem wyrobiska ścianowego na rozgraniczeniu z chodnikiem przyścianowym. Dla uzyskania wstępnego rozparcia na górnej warstwie kasztu pod stropem układa się worek wyposażony w zawór, przez który do worka wpompowuje się mieszankę wiążącą, która po rozparciu między kasztem a stropem ulega wiązaniu i przejmuje bezpośrednio nacisk warstw stropowych, przenosząc go na kaszt. Belki, z których zbudowany jest kaszt, mogą mieć różną ilość wrębów, przy czym wręby te winny być usytuowane na długości belek symetrycznie względem płaszczyzny symetrii przechodzącej przez środek ich długości. Dzięki temu belki mogą mieć stypizowany kształt, co zasadniczo ułatwia wykonanie kasztu w zasadniczo ograniczonych przestrzeniach skrzyżowania ściany z chodnikiem.

Zgodnie z opisem patentowym WO2014/075143 kaszt może mieć w widoku z góry zarys trójkąta równobocznego, a jego belki w poszczególnych warstwach połączone są za pomocą ukośnie wykonanych wrębów i sworzni łączących.

Znane są również, na przykład z opisu patentowego DE 60320577 T2 kaszty mające postać słupa betonowego.

Dotychczas znane kaszty górnicze budowane są w końcowych odcinkach ściany, poza zarysem obudowy wyrobiska chodnikowego utrzymywanego. Dlatego też linia ich podparcia siłą rzeczy była odsunięta od przestrzeni chodnika, a więc na obudowę chodnikową oddziaływuje stosunkowo szeroki pas górotworu. Po przejściu frontu ściany obudowa chodnikowa ma znacznie gorsze parametry wytrzymałościowe, skutkiem czego jest stosunkowo szybkie zaciskanie przekroju chodnika. Dla wzmocnienia obudowy oprócz kasztów zabudowuje się w chodniku dodatkowe podciągi podpierające obudowę chodnikową, co jeszcze bardziej ogranicza prześwit wyrobiska, a w skrajnych przypadkach wykonuje się przebudowę chodnika utrzymywanego wzdłuż zrobów.

Celem wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji kasztu górniczego, która umożliwi zdecydowane zawężenie wspornika stropowego chodnika, a jednocześnie przejmie znaczną część obciążenia górotworu dotychczas oddziałującego na obudowę chodnikową.

Istota wynalazku polega na tym, że kaszt zbudowany jest z belek o zróżnicowanych długościach i w widoku z góry ma zarys zewnętrzny zbliżony kształtem do litery T, której daszek ułożony jest równolegle do osi chodnika na zewnątrz chodnika, a stopka o ukierunkowaniu poprzecznym do osi chodnika zachodzi na części swej długości do wnętrza chodnika między sąsiednimi odrzwiami obudowy chodnika.

Korzystnie kaszt zbudowany jest z trzech rodzajów belek, a więc z belek długich, belek średnich i belek krótkich, przy czym pojedyncza belka długa ma długość zbliżoną do trzykrotnej długości belki krótkiej, a pojedyncza belka średnia ma długość zbliżoną do dwukrotnej długości belki krótkiej, natomiast pojedyncza belka krótka ma długość nie większą od odstępu między sąsiednimi odrzwiami obudowy chodnikowej.

W podstawowej warstwowej naprzemiennej budowie kaszt składa się z wielokrotnych warstw, z których każda niższa warstwa złożona jest z dwóch skrajnie zlokalizowanych belek krótkich, prostopadłych do osi chodnika, oraz dwóch umieszczonych równomiernie między nimi belek średnich, wchodzących częścią swej długości do wnętrza chodnika przez odstęp między sąsiednimi odrzwiami obudowy chodnikowej, natomiast położona na niej następna, wyższa warstwa składa się z usytuowanych równolegle względem siebie i do osi chodnika belek długich oraz jednej belki krótkiej ułożonej na końcu nadmiaru belek średnich, przy czym na drugiej, wyższej warstwie zlokalizowana jest następna warstwa, odpowiadająca budową pierwszej, niższej warstwie.

Zasadniczą zaletą kasztu według wynalazku jest podparcie skał stropowych nad chodnikiem w bliskiej odległości od osi chodnika, dzięki czemu osiąga się zasadnicze odciążenie odrzwi obudowy chodnikowej. To zaś przekłada się na zmniejszenie odkształceń tej obudowy chodnikowej, a więc na

PL 236 982 B1 ograniczenie konieczności stosowania dodatkowych zabiegów dla utrzymania drożności i odpowiedniego przekroju chodnika. Dlatego projektując wykorzystanie takich kasztów można wykonać wyrobisko chodnikowe przeznaczone do dłuższego utrzymywania za frontem ściany z zastosowaniem zwiększonej podziałki odrzwi obudowy chodnikowej, co ma znaczenie dla obniżenia kosztów robót górniczych. Dodatkowe zalety uzyskane dzięki kasztom według wynalazku ujawniają się w polach metanowych, gdzie wydzielanie metanu ze zrobów do utrzymywanego wzdłuż nich chodnika jest bardzo duże. Nie dość, że kaszt według wynalazku tworzy szczelną ścianę oddzielającą przestrzeń chodnika od gruzowiska zawałowego, to istnieje prosta możliwość doszczelnienia go, oraz styku kasztów za pomocą osłonięcia płótnem wentylacyjnym zakładanym od wnętrza chodnika, a więc dużymi ciągłymi arkuszami. Kaszt według wynalazku pozwala na łatwe przystosowanie długości belek do warunków konkretnego chodnika, dzięki czemu kaszt może być wykonany z elementów stypizowanych, co obniża koszt ich produkcji.

Wynalazek został bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia kaszt w uproszczonym widoku z góry odcinka skrzyżowania ściany z chodnikiem, fig. 2 - kaszt w uproszczonym przekroju poprzecznym przez chodnik, fig. 3 - widok przestrzenny belki długiej, fig. 4 - widok przestrzenny belki średniej, a fig. 5 widok przestrzenny belki krótkiej.

Kaszt 1 składa się z na przemian układanych warstw A, B...N z belek długich 1a, belek średnich 1b oraz belek krótkich 1c. Każda z belek 1a, 1b, 1c ma wykonane w górnej i dolnej powierzchni wręby 2, rozmieszczone symetrycznie względem płaszczyzny symetrii P przechodzącej przez środek długości Li, L2, L3 każdej belki długiej 1a, belki średniej 1b i belki krótkiej 1c. Belki 1a, 1b, 1c mają jednakową wysokość h, a głębokość g wrębów 2 jest jednakowa i wynosi 1/4 wysokości h. Dzięki temu belki 1a, 1b, 1c połączone za pomocą wrębów 2 w sąsiadujących ze sobą warstwach A, B...N dolegają do siebie powierzchniami, co zasadniczo zwiększa wytrzymałość mechaniczną kasztu 1. Kaszt 1 ma w widoku z góry zarys zewnętrzny zbliżony do litery T, której daszek Ti ułożony jest poza chodnikiem 3, równolegle do jego osi Oi, a stopka T2 ukierunkowana jest poprzecznie względem osi O1 chodnika 3 i zachodzi do wnętrza chodnika 3 przez odstęp L4 między sąsiadującymi ze sobą odrzwiami 4 obudowy chodnika 3. Głębokość tego zachodzenia stanowi część d długości L2 belek średnich 1 b. Pojedyncza belka długa 1 a ma długość Li , stanowiącą trzykrotną długość L3 belki krótkiej 1 c, a pojedyncza belka średnia 1 b ma długość L2, stanowiącą dwukrotną długość L3 belki krótkiej 1c. Przy wielowarstwowej A, B...N budowie kasztu 1 pierwsza, niższa warstwa A zbudowana jest z dwóch, ułożonych skrajnie, prostopadle do osi Oi chodnika 3 belek krótkich 1c, między którymi zlokalizowane są równomiernie rozstawione belki średnie 1 b, wchodzące swymi nadmiarami do wnętrza chodnika 3. Na pierwszej, niższej warstwie A położona jest druga, wyższa warstwa B, składająca się z dwóch belek długich 1a, równoległych do osi Oi chodnika 3, oraz jednej belki krótkiej 1 c, usytuowanej na końcu belek średnich 1b, wchodzących do wnętrza chodnika 3. Na następnej, wyższej warstwie B położone są na przemian następne, aż do najwyższej warstwy N. Belki długie 1a i belki krótkie 1c warstwy B złączone są z belkami średnimi 1b i belkami krótkimi 1 c warstwy A poprzez osadzenie belek 1a, 1b, 1 c wrębami 2 w odpowiadających im wrębach 2. Na najwyższej warstwie N kasztu 1 umieszczona jest podpora 5 o postaci worka zaopatrzonego w zawór zwrotny Z, który po napełnieniu mieszaniną wiążącą powoduje rozparcie kasztu 1 między stropem 6 i spągiem 7.

Wnętrze kasztu może być wypełnione gruzem skalnym, co jest często praktykowane z uwagi na lokowanie skał w podziemiach. Może być jednak również tak, że we wnętrzu kasztu, przynajmniej w jednej jego komorze wewnętrznej budowana jest podpora usztywniająca z kształtek o wysokiej wytrzymałości na ściskanie, co nie zostało narysowane, będąc rozwiązaniem powszechnie znanym. Kaszt buduje się znanym sposobem, opierając go o wyrównane podłoże, do czego używa się znanych elementów, przykładowo częściowo przystosowanych belek.

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowe

1. Kaszt górniczy, składający się z krzyżujących się ze sobą belek ułożonych naprzemianległymi warstwami, w którym belki warstwy wyższej połączone są z belkami warstwy niższej za pomocą wrębów wykonanych w górnych i dolnych powierzchniach belek, przy czym wręby rozmieszczone są na każdej z belek symetrycznie względem pionowych płaszczyzn symetrii, przechodzących przez środki długości belek, znamienny tym, że zbudowany jest z belek (1 a, 1b, 1c) o zróżnicowanych długościach (Li, L2, L3) i w widoku z góry ma zarys zewnętrzny

PL 236 982 B1 zbliżony do litery T, której daszek (Ti) ułożony jest równolegle do osi (Oi) chodnika (3) na zewnątrz chodnika (3), a stopka (T2) o ukierunkowaniu poprzecznym do osi (Oi) chodnika (3) zachodzi na części (d) swej długości (L2) do przestrzeni chodnika (3) przez odstęp (L4) między sąsiednimi odrzwiami (4) obudowy chodnika (3).

2. Kaszt według zastrz. 1, znamienny tym, że zbudowany jest z belek długich (1 a), belek średnich (1b) i belek krótkich (1 c), przy czym każda belka długa (1a) ma długość (Li) zbliżoną do trzykrotnej długości (L3) belki krótkiej (1c), a każda belka średnia (1 b) ma długość (L2) zbliżoną do dwukrotnej długości (L3) belki krótkiej (1c), przy czym belka krótka (1c) ma długość (L3) nie większą od odstępu (L4) między sąsiednimi odrzwiami (4) obudowy chodnika (3).

3. Kaszt według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że każda niższa warstwa (A) złożona jest z dwóch skrajnie położonych belek krótkich (1c) prostopadłych do osi (Oi) chodnika (3), oraz z dwóch równomiernie rozmieszczonych między nimi belek średnich (1b) wchodzących swoją częścią (d) długości (L2) do wnętrza chodnika (3) między odrzwiami (4), natomiast położona na niej wyższa warstwa (B) składa się z dwóch usytuowanych równolegle względem siebie belek długich (1a), równoległych do osi (Oi) chodnika (3) i jednej belki krótkiej (1 c) zlokalizowanej na końcu odcinka (d) belek średnich (1b), wystających do chodnika (3), co powtarza się na przemian, aż do najwyższej warstwy (N).