RU2584432C1 - Trapezoid-shaped support with control of operating mode - Google Patents

Trapezoid-shaped support with control of operating mode Download PDF

Info

Publication number
RU2584432C1
RU2584432C1 RU2015104035/03A RU2015104035A RU2584432C1 RU 2584432 C1 RU2584432 C1 RU 2584432C1 RU 2015104035/03 A RU2015104035/03 A RU 2015104035/03A RU 2015104035 A RU2015104035 A RU 2015104035A RU 2584432 C1 RU2584432 C1 RU 2584432C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lining
compliance
elements
nodes
rounded
Prior art date
Application number
RU2015104035/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Васильевич Березнев
Владимир Петрович Щербинин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Кузбасский научно-исследовательский институт шахтного строительства" (ОАО Кузниишахтострой")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Кузбасский научно-исследовательский институт шахтного строительства" (ОАО Кузниишахтострой") filed Critical Открытое акционерное общество "Кузбасский научно-исследовательский институт шахтного строительства" (ОАО Кузниишахтострой")
Priority to RU2015104035/03A priority Critical patent/RU2584432C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2584432C1 publication Critical patent/RU2584432C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/14Lining predominantly with metal
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/14Lining predominantly with metal
    • E21D11/18Arch members ; Network made of arch members ; Ring elements; Polygon elements; Polygon elements inside arches
    • E21D11/22Clamps or other yieldable means for interconnecting adjacent arch members either rigidly, or allowing arch member parts to slide when subjected to excessive pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to fastening openings of trapezoidal-section metal frame supports of special profile for underground works. Trapezoid lining with control mode, including two straight racks and beams connected to frame by two rounded elements with straight sections at their end nodes compliance with limiters. To increase bearing capacity of lining, due to impact on horizontal array beams, pressure caused by hingeless connection counters and ends frame nodes beams vertical and horizontal compliance lining elements with rounded radius of not more than 0.5-0.7 m, which have at their ends straight sections of equal vertical and horizontal compliance lining project and amount of overlap in nodes of compliance with limiters, excluding offset them from design position. Stable operation is provided of lining in operation pliable and smooth transfer of its work in hard mode with exhaustion of project compliance lining, due to increase of friction forces and crushing material mating components are mounted on contact began bends rounded areas with elements of compliance units.
EFFECT: technical result is to increase carrying capacity of frames of trapezoidal lining.
1 cl, 2 dwg

Description

Заявляется конструктивное решение трапециевидной металлической рамной крепи из спецпрофиля с контролем предельных значений ее вертикальной и горизонтальной податливости при бесшарнирном монтаже рам крепи, предназначенной для крепления выработок в угольной и горнорудной промышленности, а также в других отраслях, где предусмотрено сооружение и эксплуатация горизонтальных подземных выработок трапециевидной формы поперечного сечения.A constructive solution of a trapezoidal metal frame support from a special profile with the control of the limits of its vertical and horizontal compliance with jointless mounting of the support frames intended for fastening workings in the coal and mining industry, as well as in other industries where the construction and operation of horizontal underground workings are trapezoidal, is claimed cross section.

В настоящее время в угольной промышленности, в основном при проходке нарезных выработок, достаточно широко используется трапециевидная форма сечения как наиболее рациональная для размещения оборудования при минимальном объеме выемки породы. Крепление таких форм выработок осуществляется преимущественно металлической рамной крепью из спецпрофиля. Конструктивно трапециевидные крепи состоят из прямолинейного верхняка, шарнирно опирающегося на стойки. Наиболее слабым звеном таких конструкций крепи является верхняк, воспринимающий изгибающий момент от воздействия вертикальной составляющей горного давления, которая, в большинстве условий сооружения выработок, существенно превышает горизонтальные нагрузки, воспринимаемые стойками. Вследствие шарнирного соединения стоек с верхняком горизонтальные нагрузки, действующие на них, передаются на верхняк как сжимающие, практически не влияя на величину действующего на верхняк изгибающего момента.Currently, in the coal industry, mainly during the excavation of rifled workings, the trapezoidal cross-sectional shape is widely used as the most rational for placing equipment with a minimum amount of rock excavation. The fastening of such forms of workings is carried out mainly by a metal frame support from a special profile. Structurally, the trapezoidal supports consist of a rectilinear upper, articulated on a rack. The weakest link in such roof support structures is the upper, which receives the bending moment from the influence of the vertical component of the rock pressure, which, in most conditions of the construction of the workings, significantly exceeds the horizontal loads perceived by the struts. Due to the articulation of the uprights with the upper, the horizontal loads acting on them are transferred to the upper as compressive, practically without affecting the magnitude of the bending moment acting on the upper.

Применение узлов вертикальной податливости в трапециевидной крепи, при шарнирном соединении стоек с верхняком, позволяет несколько повысить срок службы и стабильность ее работы, но при этом никакого влияния на характер эпюры напряжений, действующих в элементах крепи, наличие узлов податливости не оказывает.The use of nodes of vertical compliance in the trapezoidal lining, with the articulated connection of the racks with the upper, allows to slightly increase the service life and stability of its operation, but at the same time, the presence of compliance nodes does not affect the nature of the diagram of the stresses acting in the lining elements.

Таким образом, главным фактором, определяющим несущую способность рам трапециевидной крепи традиционных конструкций, является предельная величина действующего на верхняк изгибающего момента.Thus, the main factor determining the bearing capacity of the trapezoidal support frames of traditional structures is the limiting value of the bending moment acting on the upper.

Известны конструкции трапециевидной крепи, позволяющие повысить несущую способность верхняка за счет установки специальных подкосов с опорами на стойки и верхняк. Такая конструкция крепи существенно усложняет как технологию изготовления, так и монтаж ее в выработке и при этом возникают концентрации напряжений в опорах подкосов. Уменьшение изгибающего момента на верхняк за счет применения дополнительных стоек ограничено требованиями ПБ об обеспечении минимально допустимых зазоров между элементами крепи и эксплуатируемом в выработке оборудовании.Known designs of trapezoidal lining, allowing to increase the bearing capacity of the upper due to the installation of special struts with supports on the racks and the upper. Such a support structure significantly complicates both the manufacturing technology and its installation in the development, and stress concentrations arise in the strut supports. Reducing the bending moment on the upper due to the use of additional racks is limited by the requirements of the PB on ensuring the minimum allowable gaps between the lining elements and the equipment used in the development.

Для повышения несущей способности верхняка институтом ДонУГИ разработана конструкция трапециевидной крепи с использованием уравновешивающих подкосов и внешних консолей верхняка при шарнирном соединении стоек с узлами податливости с верхняком. (Горное дело. Энциклопедический справочник. - Москва: Углетехиздат 1985, с. 125.) Данная конструкция обеспечивает уменьшение изгибающего момента на верхняк, но вследствие чрезвычайной сложности конструкции крепи, высокой стоимости и трудоемкости ее изготовления и возведения, а также оформления контура выработки под консоли, последняя не нашла применения в практике сооружения выработок в промышленном масштабе.To increase the bearing capacity of the upper tower, the DonUGI Institute developed a trapezoidal support structure using balancing struts and external upper console for the articulation of the racks with the compliance nodes with the upper. (Mining. Encyclopedic reference book. - Moscow: Ugletekhizdat 1985, p. 125.) This design provides a reduction in the bending moment on the upper, but due to the extreme complexity of the support structure, the high cost and complexity of its manufacture and construction, as well as the design of the output circuit under the console , the latter did not find application in the practice of constructing workings on an industrial scale.

Известна конструкция трапециевидной крепи с применением верхняков со скругленными участками на их концах, обеспечивающими бесшарнирное соединение их со стойками (Авторское свидетельство SU 1081353 А, Бюл., №11 от 23.03.84, Стесин Е.А.), предназначенная для перекрепления двух сопрягаемых между собой выработок при помощи Т-образного элемента. В данной конструкции крепи главным фактором снижения изгибающих моментов на верхняках крепи является наличие средней стойки, а влияние скругленных частей верхняка и бесшарнирного их крепления к стойкам, в данной конструкции, существенного влияния на величину изгибающего момента не оказывает. Кроме того, использование такого вида конструкции крепи для крепления вновь сооружаемых выработок технически и экономически нецелесообразно.A well-known design of trapezoidal lining with the use of tops with rounded sections at their ends, ensuring their hinge-free connection with the uprights (Copyright certificate SU 1081353 A, Bul., No. 11 of 03.23.84, Stesin EA), designed to reinforce two mating between workings using a T-shaped element. In this support structure, the main factor in reducing the bending moments on the roof supports is the presence of an average rack, and the influence of the rounded parts of the upper and their hingeless attachment to the posts, in this design, does not significantly affect the amount of bending moment. In addition, the use of this type of support structure for fastening newly constructed workings is technically and economically inexpedient.

Патентом RU 2065966 C1 (Московский государственный горный университет), 27.08.1996 предусмотрено крепление горных выработок арочной формы при использовании двух типов проката: коробчатого - для изготовления стоек и спецпрофиля - для верхняка с регулировкой усилий трения в узлах податливости.Patent RU 2065966 C1 (Moscow State Mining University), 08.27.1996, provides for the fastening of excavations of an arched shape when using two types of rolled products: box-shaped - for the manufacture of racks and a special profile - for the upper with adjusting the friction forces in the compliance nodes.

Исключительная сложность конструкции узлов податливости по патенту RU 2065966 C1 и неопределенность установки усилий распада в них, что может привести либо к чрезмерной податливости, либо к переводу ее работы в жесткий режим, а также использование двух типов проката для ее изготовления не отвечает требованиям серийного производства и использования такой конструкции крепи. При этом характер напряжений действующих в элементах такой крепи аналогичен действующим на этих же участках крепи (при одинаковых значениях внешней нагрузки) при использовании типовых конструкций арочной крепи и полностью не соответствует характеру напряжений, действующих в элементах крепи трапециевидной формы.The exceptional complexity of the design of the ductility nodes according to the patent RU 2065966 C1 and the uncertainty of setting the decay forces in them, which can lead either to excessive ductility or to the transfer of its work to hard mode, as well as the use of two types of rolled products for its manufacture, does not meet the requirements of mass production and use of such a support structure. At the same time, the nature of the stresses acting in the elements of such a lining is similar to that acting on the same sections of the lining (with the same values of the external load) when using typical designs of arch lining and does not completely correspond to the nature of the stresses acting in the elements of the lining of a trapezoidal shape.

Наиболее близкий аналог нашего предложения, получивший широкое распространение в практике сооружения выработок трапециевидной формы сечения с использованием спецпрофиля СВП, выполнен в соответствие с требованиями ГОСТ Ρ 53960-2010.The closest analogue of our proposal, widely used in the practice of constructing trapezoidal mine workings using the special SVP profile, is made in accordance with the requirements of GOST Ρ 53960-2010.

В связи с этим в качестве прототипа принята конструкция трапециевидной крепи (ГОСТ Ρ 53960-2010. Крепи металлические податливые рамные. Крепь трапециевидная. Общие технические условия. - Москва: Стандартинформ, 2011, стр. 7, рисунок 1) без применения дополнительных стоек под верхняк.In this regard, the design of the trapezoidal lining (GOST Ρ 53960-2010. Support metal pliable frame. The lining is trapezoidal. General technical conditions. - Moscow: Standartinform, 2011, p. 7, Figure 1) without the use of additional racks under the top is adopted as a prototype .

Конструктивное исполнение прототипа приведено на чертеже (см. фиг. 1).The design of the prototype is shown in the drawing (see Fig. 1).

Главным недостатком конструкции трапециевидной крепи по прототипу является шарнирное соединение стоек с верхняком, при котором не обеспечивается использование горизонтальной составляющей горного давления, действующего на стойки крепи для снижения изгибающего момента, воспринимаемого верхняком от действия вертикальной составляющей горного давления.The main disadvantage of the construction of the trapezoidal lining according to the prototype is the articulation of the struts with the upper, which does not ensure the use of the horizontal component of the rock pressure acting on the supports to reduce the bending moment perceived by the upper from the action of the vertical component of the rock pressure.

Анализ известных конструкций аналогов и прототипа трапециевидной крепи показывает, что только в конструкции по a.c. S.U. 1081353 A в незначительной степени обеспечивается влияние боковой составляющей горного давления как активного фактора снижения изгибающего момента на верхняк крепи. В других конструкциях трапециевидной крепи, включая прототип, взаимодействие горизонтальной составляющей с вертикальной не обеспечивается.An analysis of the known constructions of analogues and the prototype of the trapezoidal lining shows that only in the design according to a.c. S.U. 1081353 A insignificantly provides the influence of the lateral component of rock pressure as an active factor in reducing the bending moment on the upper lining. In other designs of the trapezoidal lining, including the prototype, the interaction of the horizontal component with the vertical is not provided.

Целью изобретения является повышение несущей способности рам трапециевидной крепи из спецпрофиля путем снижения изгибающего момента в верхняке за счет воздействия на него боковых нагрузок, передающих на верхняк изгибающий момент противоположного направления при обеспечении предельного значения (предусмотренного проектом) величин вертикальной и горизонтальной податливости.The aim of the invention is to increase the bearing capacity of the frames of the trapezoidal lining from a special profile by reducing bending moment in the upper due to the impact of lateral loads on it, transmitting the bending moment of the opposite direction to the upper, while ensuring the limit value (provided by the project) of the values of vertical and horizontal flexibility.

Данные результаты по предложению достигаются за счет бесшарнирного соединения прямолинейных стоек и верхняка в раму посредством скругленных элементов с прямолинейными участками на их концах узлами вертикальной и горизонтальной податливости крепи с устройствами для ограничения смещения их элементов от проектного положения, обеспечивающими стабильность работы крепи в податливом режиме и плавный перевод ее в жесткий режим при исчерпании вертикальной и горизонтальной проектной податливости крепи за счет роста усилий трения и смятия материала на контакте начал изгибов скругленных участков с элементами узлов податливости.These results on the proposal are achieved due to the hinge-free connection of the straight racks and the upper platform into the frame by means of rounded elements with straight sections at their ends by nodes of vertical and horizontal flexibility of the lining with devices to limit the displacement of their elements from the design position, ensuring stability of the lining in a flexible mode and smooth its transfer to hard mode with the exhaustion of the vertical and horizontal design compliance of the lining due to the growth of friction and crushing forces The material on the contact of the beginnings of the bends of the rounded sections with the elements of the compliance nodes.

К заявленному предложению прилагается следующий графический материал с элементами узлов податливости: 1 - конструкция трапециевидной крепи по прототипу (ГОСТ Р 53960-2010) (см. фиг. 1); 2 - конструкция трапециевидной крепи из спецпрофиля с контролем податливости и режима ее работы по заявке. Конструкция предлагаемого варианта трапециевидной крепи из спецпрофиля представлена на фиг. 2. Крепь состоит из двух прямолинейных стоек 1 и верхняка 2, равных габаритным размерам выработки с учетом размеров скругленных элементов 3 крепи. Скругленные элементы 3 радиусом не более 0,5-0,7 м имеют на своих концах прямолинейные участки, равные вертикальной 4 и горизонтальной 5 проектной податливости крепи и величине нахлестки в узлах податливости. Верхняк и стойки крепи соединяются в раму посредством типовых узлов податливости при расположении их торцов от начала скруглений элементов 3, равном проектной податливости крепи. Удержание элементов податливости (хомутов) в проектном положении относительно торцов стоек и верхняка обеспечивается вставными ограничителями 6, с опорами 7 и 8 соответственно в торцы и полки стоек и верхняка без их крепления.The following graphic material with elements of compliance nodes is attached to the claimed proposal: 1 - trapezoidal support structure according to the prototype (GOST R 53960-2010) (see Fig. 1); 2 - the construction of the trapezoidal lining from a special profile with the control of compliance and the mode of its operation upon request. The design of the proposed version of the trapezoidal lining of the special profile is shown in FIG. 2. The lining consists of two straight racks 1 and the upper 2, equal to the overall dimensions of the development, taking into account the dimensions of the rounded elements 3 lining. Rounded elements 3 with a radius of not more than 0.5-0.7 m have straight sections at their ends equal to the vertical 4 and horizontal 5 design flexibility of the lining and the size of the overlap in the compliance nodes. Verkhnyak and strut supports are connected to the frame by means of typical flexibility units when their ends are located from the beginning of the fillet elements 3, equal to the design support flexibility. The retention of compliance elements (clamps) in the design position relative to the ends of the uprights and the upper tower is provided by plug-in stops 6, with supports 7 and 8, respectively, into the ends and shelves of the uprights and the upper tower without their fastening.

Предложенная конструкция трапециевидной крепи обеспечивает ее эксплуатацию в начальный период в податливом режиме работы и плавный перевод ее в жесткий режим, когда скругленные участки элементов 3, контактируя с соответствующими деталями узлов податливости, начинают испытывать неупругие деформации, что приводит к существенному снижению податливости крепи и обуславливает ее перевод в жесткий режим.The proposed design of the trapezoidal lining ensures its operation in the initial period in a compliant mode of operation and smoothly transfers it to hard mode, when the rounded sections of elements 3, in contact with the corresponding parts of the ductility nodes, begin to experience inelastic deformations, which leads to a significant decrease in the flexibility of the lining and causes it transfer to hard mode.

Данное взаимоположение элементов крепи является объективной информацией о необходимости ее усиления для исключения аварийных ситуаций и обеспечения минимально допустимых по ПБ зазоров между крепью и подвижным составом и оборудованием.This interposition of the lining elements is objective information about the need to strengthen it to exclude emergency situations and to ensure the minimum allowable gaps between the lining and the rolling stock and equipment.

Ограничители 6 препятствуют смещению элементов узлов податливости от их проектного положения и удерживают на месте в процессе контакта их со скругленными участками элементов 3, способствуют стабилизации работы крепи в податливом режиме и плавному переводу ее в жесткий режим.Limiters 6 prevent the displacement of the elements of the compliance nodes from their design position and hold them in place in the process of contacting them with the rounded sections of the elements 3, help stabilize the operation of the lining in a compliant mode and smoothly transfer it to hard mode.

Бесшарнирный монтаж рам крепи с использованием скругленных элементов 3 обеспечивает взаимодействие боковых нагрузок с вертикальной. На основании оценки параметров напряженного состояния в элементах крепи установлено, что в предложенной конструкции обеспечивается значительное уменьшение величины изгибающего момента в верхняке и появление изгибающих моментов в районах контура элементов 3 и узлов податливости рам крепи. При этом векторы изгибающих моментов в этих зонах направлены в сторону массива, в результате чего их величина будет уменьшаться под действием отпоров породы, вектор которых направлен в противоположную сторону.The hinge-free mounting of the support frames using rounded elements 3 ensures the interaction of lateral loads with vertical. Based on the assessment of the stress state parameters in the lining elements, it was found that the proposed design provides a significant reduction in the magnitude of the bending moment in the upper and the appearance of bending moments in the regions of the contour of the elements 3 and the compliance nodes of the lining frames. In this case, the vectors of bending moments in these zones are directed toward the massif, as a result of which their value will decrease under the influence of rock rebounds, the vector of which is directed in the opposite direction.

Главными отличиями предлагаемой конструкции трапециевидной крепи от известных аналогов и прототипа является то, что соединение элементов крепи в рамы производится бесшарнирно узлами податливости к скругленным элементам с прямолинейными участками на их концах, равными суммарным значениям податливости крепи и нахлестке в узлах податливости, при обеспечении размеров от начал скруглений до торцевых частей узлов податливости, равных соответственно вертикальной и горизонтальной проектным податливостям крепи. Для обеспечения стабильности работы крепи в податливом режиме и плавного перевода ее в жесткий режим элементы узлов податливости обеспечены ограничителями, удерживающими их в проектном положении.The main differences between the proposed construction of the trapezoidal lining from the known analogues and the prototype is that the connection of the lining elements to the frames is made by the joints of the malleability to the rounded elements with straight sections at their ends, equal to the total values of the malleability of the lining and lapping in the nodes of flexibility, while ensuring the sizes from the beginning rounding to the end parts of the compliance nodes, equal to the vertical and horizontal design compliance of the lining, respectively. To ensure the stability of the support in a supple mode and smoothly transfer it to hard mode, the elements of the suppleness nodes are provided with limiters that hold them in the design position.

В предложенной конструкции трапециевидной крепи плавный перевод ее работы в жесткий режим обеспечивается за счет роста усилий прижатия элементов крепи узлами податливости на контакте со скругленными зонами и возрастания усилий трения и смятия материала этих участков крепи.In the proposed design of the trapezoidal lining, a smooth transfer of its work to the hard mode is provided due to the increase in the efforts of pressing the lining elements by the compliance nodes at the contact with the rounded zones and the increase in the friction and crushing forces of the material of these lining sections.

Бесшарнирный монтаж рам крепи при использовании скругленных элементов и узлов податливости обеспечивает снижение изгибающего момента на верхняк за счет воздействия на него горизонтальной составляющей давления массива, воспринимаемого и передаваемого стойками на верхняк изгибающего момента противоположного направления.The hinge-free mounting of the lining frames using rounded elements and ductility nodes provides a reduction in the bending moment on the upper due to the influence of the horizontal component of the pressure of the array, which is perceived and transmitted by the uprights to the upper on the bending moment in the opposite direction.

Предложенная конструкция трапециевидной крепи с элементами контроля режима ее работы обеспечивает получение информации о возрастании нагрузки на крепь до предельного уровня и необходимости ее усиления без применения специальных датчиков или сложных устройств для регулировки узлов податливости.The proposed design of the trapezoidal lining with elements of control of the mode of its operation provides information on the increase in the load on the lining to the maximum level and the need for its strengthening without the use of special sensors or complex devices for adjusting the compliance nodes.

Экспериментальными исследованиями параметров горного давления установлено, что при наклонном и крутом залегании пород и их высокой слоистости и неоднородности, характерной для пород угольной формации, горизонтальные нагрузки на крепь могут быть значительными и в ряде условий соизмеримыми с вертикальной нагрузкой, а при наличии дизъюнктивных нарушений и превосходить ее в несколько раз. В этих условиях снижение изгибающего момента на верхняк крепи, за счет горизонтального давления, может быть существенным, что позволит значительно повысить несущую способность рам трапециевидной крепи. На основании количественной оценки усилий в рамах крепи предложенной конструкции установлено, что она позволяет повысить несущую способность рам в 1,1-1,5 раза при отношении вертикальной нагрузки к горизонтальной в пределах от 3.0 до 1.0.Experimental studies of rock pressure parameters found that with inclined and steep bedding and their high bedding and heterogeneity characteristic of coal formation rocks, horizontal loads on the lining can be significant and in some conditions comparable with the vertical load, and if disjunctive disturbances are present, they can exceed her several times. Under these conditions, a decrease in the bending moment on the upper lining, due to horizontal pressure, can be significant, which will significantly increase the bearing capacity of the trapezoidal lining frames. Based on a quantitative assessment of the efforts in the frames of the lining of the proposed design, it was found that it allows to increase the bearing capacity of the frames by 1.1-1.5 times with the ratio of vertical to horizontal load ranging from 3.0 to 1.0.

Заявленная конструкция крепи может изготавливаться на предприятиях, имеющих оборудование для производства металлических рамных крепей из спецпрофиля как трапециевидной, так и арочной форм сечения. Поскольку радиус скругленного элемента крепи постоянен для всех типоразмеров крепи, предусмотренных ГОСТ Ρ 53960-2010, то для повышения производительности, точности изготовления и исключения пластических деформаций формы поперечного сечения спецпрофиля гибку скругленного элемента рекомендуется производить в специальных формах. Скругленные элементы одного типоразмера могут в большинстве условий использоваться для крепления выработок различных сечений, что, в конечном итоге, позволяет снизить стоимость их производства.The claimed construction of the lining can be manufactured at enterprises having equipment for the production of metal frame lining from a special profile of both trapezoidal and arched cross-sectional shapes. Since the radius of the rounded lining element is constant for all sizes of lining provided by GOST Ρ 53960-2010, it is recommended to bend the rounded element in special forms to increase productivity, manufacturing accuracy and eliminate plastic deformations of the cross-sectional shape of a special profile. Rounded elements of the same size can be used in most conditions for fastening workings of various sections, which, ultimately, reduces the cost of their production.

Экономический эффект предлагаемого изобретения, по сравнению с прототипом и известными конструкциями трапециевидных крепей, достигается, главным образом, за счет повышения несущей способности крепи, что позволит, в большинстве условий сооружения выработок, увеличить шаг установки крепи в 1,2-1,5 раза или расширить область применения трапециевидной крепи без установки промежуточной стойки или уменьшить их количество. Это позволит снизить металлоемкость крепи и удельные трудозатраты на ее возведение. Стоимость изготовления крепи предлагаемой конструкции не будет существенно превышать стоимость изготовления крепи по прототипу, поскольку дополнительные затраты на изготовление скругленных элементов, узлов податливости и ограничителей частично перекрываются затратами на изготовление пяти прямолинейных (вместо трех) элементов крепи и узлов шарнирных соединений стоек с верхняком. Некоторое повышение стоимости изготовления крепи существенно меньше экономического эффекта от ее применения за счет снижения удельной трудоемкости ее возведения и эксплуатационных расходов при более высокой надежности работы крепи.The economic effect of the invention, in comparison with the prototype and the known designs of trapezoidal supports, is achieved mainly by increasing the bearing capacity of the supports, which will allow, in most conditions of the construction of the workings, to increase the installation step of the supports in 1.2-1.5 times or expand the scope of the trapezoidal lining without installing an intermediate rack or reduce their number. This will reduce the intensity of the lining and the specific labor costs for its construction. The cost of manufacturing the roof supports of the proposed design will not significantly exceed the cost of manufacturing the roof supports according to the prototype, since the additional costs of manufacturing rounded elements, ductility nodes and limiters are partially covered by the costs of manufacturing five straight-line (instead of three) roof supports and nodes of the hinged joints of the uprights and the top. A certain increase in the cost of manufacturing roof supports is significantly less than the economic effect of its use due to a decrease in the specific laboriousness of its construction and operating costs with a higher reliability of the roof support.

Отбойка породы в районе сопряжения стоек с верхняком по прототипу происходит в зажатой среде, поэтому весьма энергоемка и при любых способах проходки сопряжена со значительными переборами породы в этих зонах. Это приводит к снижению устойчивости выработок вследствие высокой шероховатости поверхности, оконтуривающей выработку на этих участках. При этом трудоемкость расклинивания узлов сопряжений стоек с верхняком существенно возрастает. Наличие скруглений на сопряжении верхняка со стойками позволяет повысить качество оконтуривания выработки, повысить ее устойчивость и снизить переборы породы.Breaking of the rock in the area of interfacing of the uprights with the upper by the prototype takes place in a clamped environment, therefore it is very energy intensive and with any methods of penetration is associated with significant sorting of the rock in these areas. This leads to a decrease in the stability of the workings due to the high roughness of the surface contouring the production in these areas. At the same time, the complexity of wedging the nodes of the mates of the uprights with the upper increases significantly. The presence of fillets at the interface of the upper with the uprights allows to improve the quality of the contouring of the mine, increase its stability and reduce the overkill of the rock.

Визуальный контроль взаимоположения элементов ограничителей и узлов податливости крепи позволяет получить информацию о состоянии крепи и возрастании нагрузки до предельного уровня при исчерпании податливости.Visual control of the relationship of the elements of the limiters and the nodes of the support lining allows you to get information about the condition of the lining and the increase in load to the maximum level with exhaustion of compliance.

Claims (1)

Трапециевидная крепь с контролем режима работы, включающая две прямолинейные стойки и верхняк, соединенные в раму двумя скругленными элементами с прямолинейными участками на их концах узлами податливости с ограничителями, отличающаяся тем, что для повышения несущей способности крепи, за счет воздействия на верхняк горизонтальной составляющей давления массива, обусловленного бесшарнирным соединением торцов стоек и верхняка в раму узлами вертикальной и горизонтальной податливости крепи со скругленными элементами радиусом не более 0,5-0,7 м, имеющими на своих концах прямолинейные участки, равные вертикальной и горизонтальной проектной податливости крепи и величине нахлестки в узлах податливости с ограничителями, исключающими смещение их от проектного положения, чем обеспечивается стабильная работа крепи в податливом режиме и плавный перевод ее работы в жесткий режим при исчерпании проектной податливости крепи, за счет роста усилий трения и смятия материала сопрягаемых элементов крепи на контакте начал изгибов скругленных участков с элементами узлов податливости. Trapezoidal lining with control of the operation mode, including two straight racks and an upper, connected to the frame by two rounded elements with straight sections at their ends with malleability nodes with limiters, characterized in that to increase the load-bearing capacity of the lining, due to the horizontal component of the pressure of the array acting on the upper due to the hinge-free connection of the ends of the uprights and the upper platform in the frame with nodes of vertical and horizontal compliance of the lining with rounded elements with a radius of not more than 0.5- 0.7 m, with straight sections at their ends equal to the vertical and horizontal design compliance of the lining and the size of the overlap in the compliance nodes with limiters eliminating their displacement from the design position, which ensures stable operation of the support in a flexible mode and smooth transfer of its work to hard the mode of exhaustion of the design flexibility of the lining, due to the growth of friction and crushing of the material of the mating lining elements at the contact of the beginnings of the bends of the rounded sections with the elements of the compliance nodes.
RU2015104035/03A 2015-02-06 2015-02-06 Trapezoid-shaped support with control of operating mode RU2584432C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015104035/03A RU2584432C1 (en) 2015-02-06 2015-02-06 Trapezoid-shaped support with control of operating mode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015104035/03A RU2584432C1 (en) 2015-02-06 2015-02-06 Trapezoid-shaped support with control of operating mode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2584432C1 true RU2584432C1 (en) 2016-05-20

Family

ID=56012139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015104035/03A RU2584432C1 (en) 2015-02-06 2015-02-06 Trapezoid-shaped support with control of operating mode

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2584432C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1081353A1 (en) * 1983-02-04 1984-03-23 Stesin Efim L Metal roof support
SU1161709A1 (en) * 1975-10-01 1985-06-15 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом Trapezoidal mixed support
DE3020710C2 (en) * 1980-05-31 1990-01-18 Lorenz-Polygon-Ausbau Gmbh, 4600 Dortmund, De
RU42580U1 (en) * 2004-03-31 2004-12-10 Полухин Вадим Александрович METAL FRAME Malleable Mount
RU2258142C1 (en) * 2003-11-26 2005-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ) Yielding metal support
UA35419U (en) * 2008-07-17 2008-09-10 Национальный Медицинский Университет Им. А.А. Богомольца method for correction of processes of peroxide oxidation of lipids under condition of intoxication with isoniazid
RU77905U1 (en) * 2007-07-26 2008-11-10 Владимир Яковлевич Кириченко METAL FRAME MOLTAGE FASTENER "KTsLO"

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1161709A1 (en) * 1975-10-01 1985-06-15 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом Trapezoidal mixed support
DE3020710C2 (en) * 1980-05-31 1990-01-18 Lorenz-Polygon-Ausbau Gmbh, 4600 Dortmund, De
SU1081353A1 (en) * 1983-02-04 1984-03-23 Stesin Efim L Metal roof support
RU2258142C1 (en) * 2003-11-26 2005-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ) Yielding metal support
RU42580U1 (en) * 2004-03-31 2004-12-10 Полухин Вадим Александрович METAL FRAME Malleable Mount
RU77905U1 (en) * 2007-07-26 2008-11-10 Владимир Яковлевич Кириченко METAL FRAME MOLTAGE FASTENER "KTsLO"
UA35419U (en) * 2008-07-17 2008-09-10 Национальный Медицинский Университет Им. А.А. Богомольца method for correction of processes of peroxide oxidation of lipids under condition of intoxication with isoniazid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2567253C1 (en) Arched bridge
Zhao et al. Mechanical model for controlling floor heave in deep roadways with U-shaped steel closed support
CN107142835A (en) The ribbed arch bridge rib-lifting section point rib installation control method of stress-free state method
CN106120549A (en) A kind of big displacement quantity equal distance deflection bridge extension joint
RU2584432C1 (en) Trapezoid-shaped support with control of operating mode
Pytlik Comparative bench testing of steel arch support systems with and without rock bolt reinforcements
ITUB20159737A1 (en) ANTI-SEISMIC MECHANICAL CONNECTION JOINT
CN101186263A (en) Method for connecting aluminum electrolysis multifunctional overhead crane orbit telescopic seam
CN108118939A (en) A kind of high-strength steel controller perturbation ductility construction
CN212336761U (en) Stable form ring truss translation device
CN205297614U (en) Screen hydraulic support from formula of moving in outer year of chain connection for coal mine
CN204080848U (en) The two bar gate shaft tower self-regulated basis of transmission line of electricity
RU103134U1 (en) METAL ARCH Malleable FASTENER
CN209654056U (en) A kind of limit energy absorption device and system for arch top in tunnel
US2749713A (en) Supporting frames
CN102191945B (en) Top beam of hydraulic support
CN103938555B (en) A kind of method for designing detecting reinforcing prestressing force adjustable support
RU2478557C2 (en) Crane girder
Markowicz et al. Modelling of powered roof support cooperation with the floor of low bearing capacity in the aspect of shaping the section design
RU107281U1 (en) THREE-LINK METAL ARCH ARRESIBLE FASTENER "KMP-AZRZ"
CN207392043U (en) One kind subtracts shock insulation bridle iron
RU77905U1 (en) METAL FRAME MOLTAGE FASTENER "KTsLO"
CN104213578A (en) Self-adjusting foundation of power transmission line double-pole type door-shaped tower
CN205206168U (en) Anti -seismic staircase
RU2467170C2 (en) Flexibility assembly lock of metallic frame yielding support from mine special sections

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170207