Тюбинговая крепь для восстающих выработок
Владельцы патента RU 2553701:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" (RU)
Изобретение относится к горному делу и может использоваться для крепления восстающих выработок (ходовых и вентиляционных печей), пройденных для подготовки выемочных участков при разработке крутых угольных пластов. Задачей является создание такой тюбинговой крепи, которая позволит эффективно ее применять при высоких нагрузках и многократном использовании. Тюбинговая крепь включает ограждающую часть с уголками и пластинами. В качестве ограждающей части использована металлическая сетка. К нижнему уголку, выполненному в соответствии с диаметром скважины, с одной стороны закреплен боковой уголок, а с другой - прямоугольная пластина, к которым сверху и в средних частях также прикреплены пластины. В месте их соединения установлен стержень с шарниром. 4 ил.
Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для крепления восстающих выработок (ходовых и вентиляционных печей), пройденных для подготовки выемочных участков при разработке крутых угольных пластов. Цель изобретения - повышение надежности крепи за счет улучшения податливости и повышения ее эффективности за счет многократного использования.
Известна анкерная крепь с металлической сеткой, предназначенная для крепления ходовых печей (скважин) диаметром 1000 мм (А.П. Широков, В.А. Лидер, Б.Г. Писляков - Расчет анкерной крепи для различных условий применения. М.: «Недра», 1976 г., с.6-9). Несмотря на достоинства, как простота конструкции и технологичность изготовления, ограниченная область применения крепи обусловлена низкой несущей способностью и невозможностью создания предварительного натяжения.
В 1980-х годах на шахтах Прокопьевско-Киселевского района эффективно применялась тюбинговая крепь из углепласта, состоящая из шести тюбингов и деревянных вставок, обеспечивающих ее необходимую податливость. Соединение колец при их наращивании осуществлялось с помощью полусферических выступов и выемок в тюбингах (А.И. Петров, Г.Г. Штумнф, П.В. Егоров, Г.И. Архипов / Механизация проведения подготовительных выработок // М.: Недра. 1988. С.169-173). Достоинством тюбинговой крепи из углепласта является то, что выдаваемая вместе с отбитым углем крепь не повышает зольность угля.
Недостатки крепи - небольшая несущая способность, большая себестоимость изготовления тюбинга - нельзя многократно использовать. Этот недостаток устранен в металлических тюбингах.
На шахте им. Дзержинского НПО «Прокопьевскуголь» были проведены промышленные испытания экспериментального образца установки УВТ-1800 и серийно выпускаемого комплекса ПКТ-1300 с металлическими тюбингами, состоящими из листового железа с уголками по периметру и пластинами для усиления конструкции (Анализ результатов шахтных испытаний установки УВТ-1800 для крепления скважин / А.Ф. Вигканов, А.Я. Устюшанин, Б.А. Ментус, В.И. Медведев // Совершенствование комплексной механизации отработки угольных пластов: Тр. КузНИУИ. - Прокопьевск, 1989. - с.92-99).
Недостатки металлической тюбинговой крепи следующие: большая масса, отсутствует элемент податливости, что приводит к разрушению конструкции.
Задачей изобретения является создание такой тюбинговой крепи, которая бы позволила эффективно ее применять при высоких нагрузках и многократном использовании.
Для этого в тюбинговой крепи для восстающих выработок, включающей ограждающую часть с уголками и пластинами, согласно изобретению в качестве ограждающей части использована металлическая сетка, к нижнему уголку, выполненному в соответствии с диаметром скважины, с одной стороны закреплен боковой уголок, а с другой - прямоугольная пластина, к которым сверху и в средних частях также прикреплены пластины, причем в месте их соединения установлен стержень с шарниром.
Устройство поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображена фронтальная проекция тюбинга; на фигуре 2 - сечение АА на фигуре 1; на фигуре 3 - сечение ВВ на фигуре 1; на фигуре 4 - участок тюбинговой крепи.
Металлическая извлекаемая тюбинговая крепь для ходовых и вентиляционных печей, возводимая при подготовке к отработке крутых угольных пластов, состоит из отдельных тюбингов 1 (соединенных по стенке скважины) и ограждающей части в виде металлической сетки 2.
Каждый тюбинг состоит из верхней 3, средней пластины 4 и уголка 5, выполненных в соответствии с диаметром скважины. На одном конце пластины 3, 4 и уголок 5 соединены боковым уголком 6, а на другом - прямоугольной пластиной 7. Уголки 5 и 6 обеспечивают надежное соединение тюбинга с соседними тюбингами, а также нижним рядом тюбингов. Для прочности, в средней части тюбинга проварены пластины 8, 9, а для соединения с металлической сеткой здесь же закреплен стержень 10 с шарниром 11.
Податливость тюбинговой крепи обеспечивается установленными между тюбингами деревянными брусьями 12.
Поддержание стенок скважины тюбинговой крепью осуществляется следующим образом. Тюбинги соединяются в кольцо. Для этого нижний уголок 5 вставляется в зазор между нижним рядом тюбинга и стенкой скважины.
Между тюбингами 1 устанавливаются деревянные брусья 12. Пластина 7 соседнего тюбинга упирается в деревянный брус 12 и удерживается от смещения уголком 6. Далее, по мере установки колец тюбинговой крепи, с помощью стержней 10 крепится металлическая сетка 2. Для крепления сетки, стержень 10 пропускается через отверстия в сетке 2 и благодаря шарниру 11 поворачивается в нижнее положение.
Монтаж тюбинговой крепи осуществляется снизу вверх с помощью специального полка, а демонтаж возможен как сверху вниз, так и снизу вверх.
Для демонтажа крепи убирается металлическая сетка 2. При этом она освобождается от стержня 10, который благодаря шарниру 11 выпрямляется, позволяя выйти металлической сетки из зацепления.
Тюбинги разбираются и опускаются в нижнюю выработку с помощью лебедки.
Тюбинговая крепь для восстающих выработок, включающая ограждающую часть с уголками и пластинами, отличающаяся тем, что в качестве ограждающей части использована металлическая сетка, к нижнему уголку, выполненному в соответствии с диаметром скважины, с одной стороны закреплен боковой уголок, а с другой - прямоугольная пластина, к которым сверху и в средних частях также прикреплены пластины, причем в месте их соединения установлен стержень с шарниром.
