RU2027011C1 - Metal support for mine workings - Google Patents

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: metal support for mine workings includes frames 1 of special sections, interframe braces 2 and brace coupling units with frames. Frames are made in form of U-shaped clamps 3 with thread on its ends and installed for embracing special sections of frame 1 and cover plate. Each coupling unit has length 5 from same sections as in frames and having lateral recess in bottom. Cover- plate has one rib entering length lateral recess. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для совершенствования металлической рамной крепи из спецпрофиля. The invention relates to the mining industry and can be used to improve the metal frame support from a special profile.

При креплении горных выработок арочной металлической крепью из спецпрофиля одной из задач является установка рам с обеспечением их надежного взаимодействия на протяжении всего срока службы крепи, начиная с проведения выработки с применением буровзрывных работ. В настоящее время в Кузбассе и других угольных бассейнах для нормального взаимодействия смежных крепежных рам между собой применяются стяжки (распоры) из уголкового профиля, закрепляемые на элементах крепи резьбовыми хомутами. На одну раму устанавливается 3-4 распорки, но вследствие взрывных работ в забоях выработок, проводимых по породе или с присечкой породы, а также малого сечения распорных элементов они деформируются и плохо выполняют свои основные функции - обеспечение устойчивого положения крепежной рамы. When attaching mine workings with arched metal lining from a special profile, one of the tasks is to install frames to ensure their reliable interaction throughout the entire lining service life, starting from mining using drilling and blasting operations. Currently, in the Kuzbass and other coal basins for the normal interaction of adjacent mounting frames with each other, screeds (struts) from the corner profile are used, fixed to the support elements with threaded clamps. 3-4 spacers are installed on one frame, but as a result of blasting in the faces of the workings conducted along the rock or with a notch of the rock, as well as a small cross-section of the spacer elements, they are deformed and poorly perform their main functions - ensuring a stable position of the mounting frame.

Известна арочная металлическая крепь с клиновым межрамным соединением, включающим П-образную соединительную скобу, охватывающую спецпрофиль рамы и установленную концами с петлями под клинья в отверстиях в одной из полок уголковых стяжек. Known arched metal lining with a wedge interframe connection, including a U-shaped connecting bracket, covering the special profile of the frame and installed by the ends with loops under the wedges in the holes in one of the shelves of the corner ties.

Не обеспечивается высокая надежность раскрепления несущих рам в крепи для подготовительных выработок, включающей стяжные элементы и распорные клинья, стяжные элементы в которой выполнены с фигурными вырезами, охватывающими распорные клинья и профили рядом стоящих рам крепи. The high reliability of the fastening of the supporting frames in the lining for preparatory workings, including coupling elements and expansion wedges, the coupling elements of which are made with curly cuts covering the expansion wedges and profiles of the adjacent supporting frames, is not ensured.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому для обеспечения надежного раскрепления рам крепи является металлическая арочная крепь, включающая продольные распорки, устанавливаемые между соседними рамами крепи, и узлы соединения распорок с элементами крепежных рам, состоящих из пластин-накладок, двух резьбовых хомутов; количество продольных распорок увеличено по крайней мере в 2 раза, при этом дополнительные распорки установлены диагонально. The closest technical solution to the one proposed to ensure reliable fastening of the roof support frames is a metal arch support, including longitudinal struts installed between adjacent support frames, and connection nodes of the spacers with the elements of the mounting frames, consisting of plate-plates, two threaded clamps; the number of longitudinal struts is increased at least 2 times, while additional struts are installed diagonally.

Недостатком прототипа является повышенная сложность и металлоемкость соединительных и распорных элементов. Кроме того, различная длина продольных и диагональных распорок, одинаковых по конструкции, приводит к путанице при монтаже, так как на глаз оба вида распорок воспринимаются одинаково. The disadvantage of the prototype is the increased complexity and metal consumption of the connecting and spacer elements. In addition, the different lengths of the longitudinal and diagonal struts, identical in design, lead to confusion during installation, since both types of struts are perceived equally by eye.

Целью изобретения является упрощение конструкции и снижение металлоемкости при сохранении достаточно высокой надежности раскрепления рам, обеспечение продольной устойчивости крепи. The aim of the invention is to simplify the design and reduce metal consumption while maintaining a sufficiently high reliability of the frame unfastening, ensuring longitudinal stability of the lining.

Поставленная цель достигается тем, что в крепи для горных выработок, включающей рамы из спецпрофиля, межрамные распорки и соединительные узлы распорок с рамами крепи, каждый соединительный узел распорок с рамами крепи снабжен отрезком-уставкой из того же профиля, что и рамная крепь, имеющей поперечный паз в днище и установленной на стойке или верхняке крепи, пластина-накладка выполнена по крайней мере с одним ребром, входящим в поперечный паз отрезка-уставки, при этом отверстия в пластине-накладке под резьбовую П-образную скобу расположены на линии, параллельной ребру пластины-накладки, входящему в поперечный паз отрезка-уставки. This goal is achieved by the fact that in the lining for mine workings, including frames from a special profile, interframe struts and connecting nodes of struts with lining frames, each connecting node of struts with lining frames is equipped with a set point of the same profile as the frame supporting having transverse the groove in the bottom and the lining mounted on the rack or upper, the plate-overlay is made with at least one rib included in the transverse groove of the set-point, while the holes in the plate-plate under the threaded U-shaped bracket are located s on the line parallel to the edge of the plate-overlap, which is included in the transverse groove of the set-point.

Проведенные патентные исследования показывают, что ни в патентной, ни в научно-технической литературе не имеется сведений о металлических крепях для горных выработок, которые характеризовались бы той же совокупностью существенных признаков, что и заявляемая конструкция. Поэтому предлагаемая крепь отвечает критерию изобретения "Новизна". The conducted patent studies show that neither in the patent nor in the scientific and technical literature there is information about metal supports for mine workings, which would be characterized by the same set of essential features as the claimed design. Therefore, the proposed lining meets the criteria of the invention of "Novelty."

Сопоставительный анализ предлагаемой крепи с прототипом и аналогичными известными техническими решениями показывает, что все отличительные признаки заявляемой крепи направлены на достижение поставленной цели - упрощение конструкции и снижение металлоемкости, следовательно, они существенны, так как ни в одной из известных конструкций горных крепей не достигаются одновременно такие качества при обеспечении надежной продольной устойчивости крепи. A comparative analysis of the proposed lining with a prototype and similar known technical solutions shows that all the distinguishing features of the claimed lining are aimed at achieving the goal - simplifying the design and reducing the metal consumption, therefore, they are significant, since none of the known designs of mountain lining simultaneously achieved such quality while ensuring reliable longitudinal stability of the lining.

Так, не достигается надежной продольной устойчивости крепи при использовании межрамной связи рам крепи из спецпрофиля, выполненной в виде стяжки (распорки) с вырезами, имеющими отогнутые выступы, которые после установки распорки на элемент рамы крепи выпрямляются и становятся в одной плоскости с полками уголковых распорок. При выполнении распорок из более тяжелого профиля увеличивается металлоемкость и усложняется и без того трудоемкий процесс отгиба отогнутых выступов на раме крепи, а при легком профиле распорок они не обеспечивают необходимой устойчивости. So, reliable longitudinal stability of the lining is not achieved when using interframe connection of the lining frames from the special profile, made in the form of a screed (strut) with cutouts having bent protrusions, which, after installing the strut on the lining frame element, are straightened and become in the same plane with the shelves of the corner struts. When struts are made from a heavier profile, the metal consumption increases and the already laborious process of bending the bent protrusions on the lining frame becomes complicated, and with a light profile of the struts they do not provide the necessary stability.

Область применения металлической рамной крепи из спецпрофиля, в которой межрамные стяжки (распорки) выполняют связующие функции между верхняком и стойками крепи, ограничивается выработками небольшого сечения. The scope of the metal frame lining from a special profile, in which interframe couplers (spacers) perform the connecting functions between the top and the lining racks, is limited to the development of a small section.

При обеспечении высокой продольной устойчивости крепи устройство для соединения рам крепи, содержащее продольную балку с крепежными элементами, выполненную из двух элементов прокатного профиля, один из которых снабжен упорами, взаимодействующими с рамами крепи, другой - эксцентриковыми зажимами для фиксации рам крепи к продольной балке, не достигается простоты и малого веса распорных элементов. While ensuring high longitudinal stability of the lining, the device for connecting the lining frames containing a longitudinal beam with fasteners made of two rolling profile elements, one of which is equipped with stops interacting with the lining frames, the other with eccentric clamps for fixing the lining frames to the longitudinal beam, does not simplicity and low weight of spacer elements are achieved.

Не обеспечивает достаточной продольной устойчивости крепи, не смотря на ее достаточно простую конструкцию межрамных связей, распорка-уголок, накладка и два болта с крюками вместо головки. It does not provide sufficient longitudinal stability of the lining, in spite of its rather simple design of interframe ties, a spacer-corner, an overlay and two bolts with hooks instead of a head.

На основании изложенного предлагаемая конструкция крепи отвечает требованию изобретения "Существенные отличия". Based on the foregoing, the proposed lining construction meets the requirement of the invention "Significant differences".

На фиг.1 изображен общий вид соединительного узла элементов рамы крепи с межрамными распорками; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - элемент соединительного узла - пластина-накладка. Figure 1 shows a General view of the connecting node of the elements of the frame lining with interframe struts; figure 2 - a view of figure 1; figure 3 - element of the connecting node is a plate plate.

Металлическая крепь для горных выработок состоит из рам 1, установленных с определенным интервалом между собой и соединенных распорками 2. Соединительные узлы распорок 2 с рамами 1 шахтной крепи выполнены в виде П-образной скобы 3 с резьбой на концах, установленной с обхватом элемента (стойки или верхняка) крепи из спецпрофиля, и пластины-накладки 4. Для повышения жесткости соединительного узла и лучшей устойчивости его на крепежном элементе каждый соединительный узел распорок с рамами крепи снабжен отрезком-уставкой 5 из того же профиля, что и рама 1. Отрезок-уставка 5 имеет поперечный паз 6 в днище спецпрофиля и установлен на элемент рамы крепи из спецпрофиля в месте соединения межрамных распорок 2. Пластина-накладка 4 соединительного узла выполнена по крайней мере с одним ребром 7, входящим в поперечный паз 6 отрезка-уставки 5. Отверстия 8 в пластине-накладке 4 под резьбовую П-образную скобу 3 расположены на линии 9, параллельной ребру 7 пластины-накладки 4, входящему в поперечный паз 6 отрезка-уставки 5. Отрезок-уставка 5 (шириной около 5 см) может охватываться П-образной скобой 3, а может прижиматься к элементам рамы крепи только посредством пластины-накладки 4, притянутой скобой 3. Ребро 7, входящее в паз 6 отрезка-уставки 5 из спецпрофиля, обеспечивает устойчивое положение пластины-накладки 4 на раме крепи. Межрамные распорки 2, прикрепленные к раме 1 через пластину-накладку 4 посредством П-образной скобы 3 и гаек, жестко фиксируют одну крепежную раму относительно других рам крепи. The metal lining for the mine workings consists of frames 1 installed with a certain interval between themselves and connected by spacers 2. The connecting nodes of the spacers 2 with the frames 1 of the mine lining are made in the form of a U-shaped bracket 3 with a thread at the ends installed with the girth of the element (rack or Verkhnyak) support from a special profile, and lining plates 4. To increase the rigidity of the connecting unit and its better stability on the fastener, each connecting node of the struts with the support frames is equipped with a set point 5 from the same profile, which and frame 1. The set-point 5 has a transverse groove 6 in the bottom of the special profile and is mounted on the frame element of the support from the special profile at the junction of the frame spacers 2. The plate-plate 4 of the connecting unit is made with at least one rib 7 included in the transverse groove 6 set point 5. The holes 8 in the plate-plate 4 for the threaded U-shaped bracket 3 are located on a line 9 parallel to the edge 7 of the plate-plate 4 included in the transverse groove 6 of the set-point 5. Cut-off set 5 (about 5 wide cm) can be covered by a U-shaped bracket 3, and we can r pressed against the frame member is fixed only by the plate-laths 4, fasten bracket 3. The edge 7, part of the length of the slot 6 from 5-setting special profile, ensures a stable position of the plate overlay 4 on the frame lining. Interframe spacers 2, attached to the frame 1 through the plate-plate 4 by means of a U-shaped bracket 3 and nuts, rigidly fix one mounting frame relative to other frames of the lining.

Применяя данную конструкцию межрамного соединения в металлической прочной крепи, достигается высокая надежность крепи за счет ее продольной устойчивости при незначительном увеличении металлоемкости по сравнению с той конструкцией, которая применяется в настоящее время (П-образная скоба и распорки). В настоящее время на шахтах Кузбасса крепится более 300 км горных выработок металлической арочной крепью и повышение надежности работы крепи имеет весьма существенное значение. Applying this design of the interframe connection in a metal strong lining, high reliability of the lining is achieved due to its longitudinal stability with a slight increase in metal consumption compared to the structure that is currently used (U-shaped bracket and spacers). Currently, more than 300 km of mine workings are fastened in the Kuzbass mines with metal arch supports and increasing the reliability of the support is very significant.

Claims (1)

МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ КРЕПЬ ДЛЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, состоящая из рам, включающих стойки и верхняки из спецпрофиля, межрамных распорок и соединительных узлов распорок с рамами, выполненных в виде П-образной скобы с резьбой на концах, установленной с обхватом спецпрофиля рамы и пластины-накладки с отверстиями для концов скобы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции межрамных связей и снижения их металлоемкости при сохранении надежной продольной устойчивости крепи, каждый соединительный узел распорок с рамами снабжен отрезком из спецпрофиля с поперечным пазом в днище и установленным на стойке или верхняке крепи, а пластина-накладка выполнена по крайней мере с одним ребром, размещенным в поперечном пазу отрезка, при этом отверстия в пластине-накладке расположены на линии, параллельной ребру пластины накладки. METAL FASTENING FOR MOUNTAIN PRODUCTION, consisting of frames, including racks and tops made of special profile, interframe struts and connecting nodes of struts with frames, made in the form of a U-shaped bracket with thread at the ends, mounted with a girth of the special profile of the frame and plate-pads with holes for ends of the bracket, characterized in that, in order to simplify the design of interframe bonds and reduce their metal consumption while maintaining reliable longitudinal stability of the lining, each connecting node of the spacers with frames is equipped with a segment of special profile with a transverse groove in the bottom and mounted on a rack or top of the lining, and the plate plate is made with at least one edge placed in the transverse groove of the segment, while the holes in the plate plate are located on a line parallel to the edge of the plate plate.

Images