RU57827U1

RU57827U1 - MOUNTING MOUNT

Info

Publication number: RU57827U1
Application number: RU2006117534/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Васильевич Черданцев
Original assignee: Сергей Васильевич Черданцев
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2006-10-27

Abstract

Полезная модель относится к горному делу, а именно к конструкции крепи, и может быть использована для крепления горизонтальных, вертикальных и наклонных горных выработок круглого сечения. Техническим результатом полезной модели является возможность взаимодействия с массивом каждой секции независимо от соседних и снижение нагрузок на крепь за счет ее предварительного обжатия. Предложена крепь для горных выработок круглого сечения, включающая несущие элементы, соединенные между собой в винтовую конструкцию, и затяжки. Сущность полезной модели заключается в том, что крепь выполнена в виде отдельных секций 1 по длине, близкой к одному шагу винтовой линии с углом подъема ее от 2 до 10°. Каждая секция содержит верхнее 2 и боковые 3, 4 звенья, причем верхнее звено соединено с боковыми с помощью жесткого соединения, например, болтами. Крепь снабжена металлическими клиньями 10 для предварительного обжатия собранных секций и затяжками 11 для крепления стенок выработки между секциями. Установленные секции образуют в выработке сплошную несущую конструкцию, в которой, в отличие от прототипа, каждая секция взаимодействует с массивом независимо от соседних. Крепь имеет плотный контакт с породами, устойчива в выработке, позволяет снизить нагрузку за счет предотвращения расслоения пород и производить замену деформированных элементов. 2 з.п.ф., 4 илл.The utility model relates to mining, namely to the construction of the lining, and can be used for fastening horizontal, vertical and inclined mine workings of circular cross section. The technical result of the utility model is the ability to interact with the array of each section, regardless of the neighboring ones, and reduce the load on the lining due to its preliminary compression. A support for circular workings is proposed, including load-bearing elements interconnected in a screw structure and tightenings. The essence of the utility model is that the support is made in the form of separate sections 1 along a length close to one step of a helix with an angle of elevation of 2 to 10 °. Each section contains the upper 2 and side 3, 4 links, and the upper link is connected to the side by means of a rigid connection, for example, bolts. The lining is equipped with metal wedges 10 for preliminary compression of the assembled sections and puffs 11 for securing the walls of the mine between the sections. The installed sections form a solid support structure in the mine, in which, unlike the prototype, each section interacts with the array independently of the neighboring ones. The lining has close contact with the rocks, is stable in development, allows to reduce the load by preventing stratification of rocks and to replace deformed elements. 2 cpf, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к горному делу, а именно к конструкции крепи, и может быть использована для крепления горизонтальных, вертикальных и наклонных горных выработок круглого сечения, например, в сложных горно-геологических условиях.The utility model relates to mining, namely to the construction of the lining, and can be used for fastening horizontal, vertical and inclined round mines, for example, in difficult geological conditions.

Известна металлическая арочная крепь для крепления горных выработок и туннелей (см., например, патент ФРГ №3908970, кл. Е 21 D 11/24, опубликован 23.08.1990 г.). Известная крепь содержит верхняк, выполненный в виде арки, две стойки и элементы для соединения арки со стойками желобчатой формы, снабженные хомутами. После установки крепежных рам и закрепления их в выработке производят затяжку бортов с помощью, например, решетчатых матов или металлической сетки. Работа известной арочной крепи осуществляется за счет того, что по мере роста горного давления происходит смещение арки в ее плоскости относительно стоек в «замках трения».Known metal arch support for attaching mine workings and tunnels (see, for example, the Federal Republic of Germany patent No. 3908970, class E 21 D 11/24, published on 08.23.1990). The known lining contains the upper, made in the form of an arch, two racks and elements for connecting the arch to the racks of the grooved shape, equipped with clamps. After installing the mounting frames and fixing them in the workout, the sides are tightened using, for example, trellised mats or metal mesh. The work of the well-known arch support is carried out due to the fact that as the mountain pressure increases, the arch displaces in its plane relative to the struts in the "friction locks".

Недостатками известной арочной крепи являются:The disadvantages of the famous arch support are:

значительное уменьшение сечения выработки во времени за счет использования замков с постоянной силой трения;a significant reduction in the cross section of the development in time due to the use of locks with constant friction;

неэффективность использования крепи в сложных горно-геологических условиях;inefficiency of the use of lining in difficult mining and geological conditions;

невозможность крепления вертикальных выработок круглого сечения.the impossibility of fastening vertical workings of circular cross section.

Частично указанные недостатки устраняются в конструкции крепи, предназначенной для проходки выработок винтоповоротными агрегатами (а.с. СССР №1639159, кл. Е 21 D 11/14, заявлено 25.01.1989 г.). Известная крепь имеет непрерывную спиральную конструкцию, несущие элементы которой выполнены в виде плоских винтовых кольцевых сегментов. Несущие элементы помещают за контур выработки по всему ее периметру в образуемые агрегатом винтовые разгрузочные щели, Partially indicated drawbacks are eliminated in the construction of the lining intended for sinking of workings by screw-turning units (AS USSR No. 1639159, class E 21 D 11/14, announced on January 25, 1989). The known lining has a continuous spiral structure, the supporting elements of which are made in the form of flat helical ring segments. Bearing elements are placed beyond the output circuit along its entire perimeter into screw unloading slots formed by the unit,

повторяющие форму сечения сегментов. Соединение взаимосопрягаемых винтовых кольцевых сегментов и сквозное соединение нескольких смежных витков спирали крепи между собой выполнены винтами, которые утоплены за контур выработки в продольные разгрузочные щели параллельно ее оси и соединены с кольцевыми сегментами скрепляющей скобой с фигурным пазом и захватом. Крепь имеет затяжку, которая удерживается на сегментах крепи с помощью планки.repeating the shape of the sectional segments. The connection of mutually conjugated helical ring segments and the through connection of several adjacent turns of the lining spiral to each other are made by screws that are recessed beyond the output contour into longitudinal unloading slots parallel to its axis and connected to the ring segments by a fastening bracket with a figured groove and a gripper. The lining has a tightening that is held on the lining segments with a strap.

Конструкция данной крепи приведена также в книге А.Ф.Эллер, В.Ф.Горбунов, В.В.Аксенов. Винтоповоротные проходческие агрегаты (-Новосибирск: Наука, СО РАН, 1992. - С.188-189, табл.11.3 (3)). Наличие за контуром выработок, проводимых винтоповоротными агрегатами, системы каналов позволяет разгрузить приконтурную зону от нормальных напряжений и снизить нагрузки на крепь. Основным преимуществом таких крепей является то, что при установке их в винтовые каналы крепь должна получать вид замкнутой спирали, что в процессе ее работы способствует перераспределению нагрузки от более нагруженных витков спирали к менее нагруженным.The design of this lining is also given in the book by A.F. Eller, V.F. Gorbunov, V.V. Aksenov. Screw rotary sinking aggregates (Novosibirsk: Nauka, SB RAS, 1992. - P.188-189, Table 11.3 (3)). The presence of a system of channels behind the loop of workings carried out by screw-rotary aggregates allows to relieve the near-edge zone from normal stresses and reduce the load on the lining. The main advantage of such supports is that when they are installed in the screw channels, the support should take the form of a closed spiral, which in the process of its operation contributes to the redistribution of the load from more loaded coils of the spiral to less loaded.

К недостаткам известной крепи следует отнести:The disadvantages of the known lining should include:

сложность замены элементов крепи непрерывной спиральной конструкции при деформации их из-за возможности автоматического перераспределения нагрузок и положения крепи при извлечении деформированного звена;the difficulty of replacing the lining elements of a continuous spiral structure during their deformation due to the possibility of automatic redistribution of loads and the lining position when removing the deformed link;

возможность поломки элементов крепи из-за ее жесткости, т.к. крепь имеет ограниченную податливость из-за отсутствия «замков трения» и размещения крепи в пазах массива.the possibility of breaking the support elements due to its rigidity, as the lining has limited flexibility due to the lack of “friction locks” and the placement of the lining in the grooves of the array.

Кроме того, следует отметить, что известная крепь для горных выработок на практике не применяется в связи с тем, что винтоповоротные проходческие агрегаты были изготовлены только в виде экспериментальных образцов и дальнейшие работы над ними были прекращены.In addition, it should be noted that the known support for mine workings is not used in practice due to the fact that screw-turning sinking units were made only in the form of experimental samples and further work on them was stopped.

Техническим результатом полезной модели является возможность взаимодействия с массивом каждой секции независимо от соседних The technical result of the utility model is the ability to interact with the array of each section regardless of neighboring

и снижение нагрузок на крепь за счет предварительного обжатия ее.and reducing loads on the lining due to preliminary compression of it.

Предложена крепь для горных выработок круглого сечения, включающая несущие элементы, соединенные между собой в винтовую конструкцию, и затяжки.A support for circular workings is proposed, including load-bearing elements interconnected in a screw structure and tightenings.

Отличием полезной модели является то, что крепь выполнена в виде отдельных секций по длине, близкой одному шагу винтовой линии при угле подъема ее от 2 до 10°.The difference of the utility model is that the lining is made in the form of separate sections along a length close to one step of the helical line at an angle of elevation of 2 to 10 °.

Другим отличием является то, что соединяемые элементы крепи в секции снабжены соответствующими пазами и выступами с отверстиями под крепежные элементы и жестко соединены между собой.Another difference is that the connected lining elements in the section are provided with corresponding grooves and protrusions with holes for the fixing elements and are rigidly interconnected.

Отличием является также то, что крепь снабжена съемными металлическими клиньями для обжатия секций при установке.The difference is also that the lining is equipped with removable metal wedges for crimping sections during installation.

Выполнение крепи в виде отдельных секций по форме одного шага винтовой линии позволяет использовать крепь в виде пространственной конструкции в горных выработках, пройденных любым способом, в том числе и без винтовых каналов с достижением эффекта известной спиралевидной крепи - малоэлементность, однотипность, сокращение расхода материалов и снижение нагрузки на крепь. Новым эффектом, кроме расширения области применения, является возможность изменения плотности установки секций по длине выработки в зависимости от изменения горно-геологических условий (нарушения, опасные зоны и т.д.) и возможность замены деформированных элементов и целых секций.The implementation of the lining in the form of separate sections in the form of one step of the helix allows you to use the lining in the form of a spatial structure in the mine workings, passed in any way, including without screw channels with the effect of the known spiral support - low element, uniformity, reduction in material consumption and reduction load on the lining. A new effect, in addition to expanding the scope, is the ability to change the density of the installation sections along the length of the mine depending on changes in mining and geological conditions (violations, hazardous areas, etc.) and the ability to replace deformed elements and entire sections.

Выполнение секций крепи указанной длины и с углом подъема винтовой линии в пределах от 2 до 10° обеспечивает необходимую податливость секции при жестком соединении ее элементов и предохраняет от поломок.The execution of the support sections of the specified length and with an angle of elevation of the helix in the range from 2 to 10 ° provides the necessary flexibility of the section with a rigid connection of its elements and protects against breakage.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 показана схема установки секций крепи в горной выработке, на фиг.2 - положение секции крепи в сечении выработки, на фиг.3 - секция крепи The essence of the utility model is illustrated by the drawing, in which Fig. 1 shows the installation diagram of the lining sections in the mine working, in Fig. 2 - the position of the lining section in the working section, in Fig. 3 - the lining section

(в разобранном виде), на фиг.4 - клин для предварительного обжатия секции крепи.(disassembled), figure 4 is a wedge for preliminary compression section of the lining.

Крепь предназначена для крепления горизонтальных, вертикальных и наклонных выработок круглого поперечного сечения диаметром преимущественно до 3,5 м. Крепь состоит из не связанных между собой секций 1, каждая из которых представляет собой один виток винтовой линии, изогнутой и закрученной по линии с углом подъема ее от 2 до 10°. Элементы секции крепи изготовлены из стального стержня круглого поперечного сечения диаметром, равным 0,005-0,05 диаметра выработки. Угол подъема винтовой линии принят от 2 до 10° с учетом того, что при данном угле подъема податливость секции находится в пределах 0,0025-0,05 диаметра выработки, что предохраняет ее от поломок при горном давлении до 0,07 МПа.The support is intended for fastening horizontal, vertical and inclined workings of circular cross-section with a diameter of mainly up to 3.5 m. The support consists of unconnected sections 1, each of which represents one turn of a helical line, curved and twisted along a line with its angle of elevation from 2 to 10 °. The elements of the lining section are made of a steel rod of circular cross-section with a diameter equal to 0.005-0.05 of the working diameter. The helix elevation angle is adopted from 2 to 10 °, taking into account the fact that, for a given elevation angle, the ductility of the section is in the range of 0.0025-0.05 of the working diameter, which protects it from breakdowns at rock pressure up to 0.07 MPa.

При уменьшении угла подъема секция крепи не обладает необходимой податливостью, а при увеличении угла подъема более 10° крепь теряет необходимую жесткость.With a decrease in the angle of elevation, the lining section does not have the necessary flexibility, and with an increase in the angle of elevation of more than 10 °, the lining loses the necessary rigidity.

Каждая секция крепи содержит три элемента одинаковой длины -верхнее звено 2 и боковые звенья 3, 4. Указанные боковые звенья жестко соединены с верхним звеном, например, с помощью болтов 5, для чего звено 2 имеет пазы 6 с отверстиями 7, а боковые звенья снабжены выступами 8 с отверстиями 9. При сборке секции отверстия 7 и 9 совмещают и в них вставляют болты 5. Жесткое соединение элементов секции крепи не допускает взаимных перемещений и поворотов их относительно друг друга.Each lining section contains three elements of the same length - the upper link 2 and the lateral links 3, 4. These lateral links are rigidly connected to the upper link, for example, using bolts 5, for which the link 2 has grooves 6 with holes 7, and the side links are provided protrusions 8 with holes 9. When assembling the section, the holes 7 and 9 are combined and bolts are inserted into them 5. The rigid connection of the elements of the lining section does not allow their mutual movements and rotations relative to each other.

Крепь снабжена клиньями 10 для предварительного обжатия собранных секций крепи. Для крепления стенок выработки между секциями крепь имеет деревянные или железобетонные затяжки 11.The support is provided with wedges 10 for preliminary compression of the assembled support sections. For fixing the walls of the mine between the sections, the lining has wooden or reinforced concrete puffs 11.

Установку секций крепи в выработке 12 производят в следующем порядке.The installation of the lining sections in the mine 12 is carried out in the following order.

Каждую секцию крепи собирают непосредственно на месте ее установки, для чего в сечении выработки устанавливают боковые звенья 3, 4 и жестко соединяют с ними с помощью болтов 5 верхнее звено 2.Each lining section is assembled directly at the place of its installation, for which, in the working section, lateral links 3, 4 are installed and the upper link 2 is rigidly connected to them with bolts 5.

Секцию устанавливают в выработке соответственно ранее установленным секциям и между секцией и стенками выработки вводят клинья 10. Обжатие каждой секции производят с помощью пяти металлических клиньев: один устанавливают в кровле и по два - в боках и почве выработки. Пространство между стенками выработки и секциями крепится затяжками 11, после чего металлические клинья 10 убирают. Установленный ряд секций образует в выработке сплошную несущую конструкцию, но при этом каждая секция взаимодействует с массивом независимо от соседних.The section is installed in the excavation according to the previously installed sections and wedges are introduced between the section and the walls of the excavation 10. Compression of each section is carried out using five metal wedges: one is installed in the roof and two in the sides and the soil of the excavation. The space between the walls of the mine and the sections is fastened with puffs 11, after which the metal wedges 10 are removed. The established series of sections forms a continuous supporting structure in the working, but each section interacts with the array independently of the neighboring ones.

Преимущества предложенной крепи заключаются в следующем:The advantages of the proposed lining are as follows:

предварительно обжатые секции обеспечивают плотный контакт с окружающими породами и устойчивы в направлении продольной оси выработки;pre-compressed sections provide tight contact with the surrounding rocks and are stable in the direction of the longitudinal axis of the mine;

за счет реактивного отпора на окружающий массив уменьшается его расслоение, что приводит к снижению нагрузки на крепь;due to reactive resistance to the surrounding massif, its stratification decreases, which leads to a decrease in the load on the lining;

крепь можно быстро установить, демонтировать и заменить отдельные элементы или секции в случае необходимости.the support can be quickly installed, dismantled and individual elements or sections replaced if necessary.

Claims

1. The support for the mine workings of circular cross section, including load-bearing elements interconnected in a screw structure, and tightening, characterized in that it is made in separate sections along a length close to one step of a helical line with an angle of elevation of 2 to 10 ° .

2. The lining according to claim 1, characterized in that the connected lining elements in the section are provided with corresponding grooves and protrusions with holes for fixing elements and are rigidly interconnected.

3. The support according to claim 1, characterized in that the support is equipped with removable metal wedges for crimping sections during installation.