шахтный профиль для изготовления металлической крепи горных выработок

Формула изобретения

Взаимозаменяемый шахтный горячекатанный металлический профиль для крепей подготовительных выработок, состоящий из днища, стенок и фланцев, отличающийся тем, что для уменьшения объема вынимаемой горной массы выработки при обеспечении требуемых параметров площади поперечного сечения и прочностных показателей он имеет следующие габаритные параметры для типоразмера 18 кг/м: высоту h=82,0 мм, ширину b₁=130,8 мм, общую ширину с фланцами b==294,1 мм, толщину днища, стенок и фланцев соответственно d=6,5 мм, d₁=5,0 мм, h₁= 6,5 мм.

Описание изобретения к патенту

Предполагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к области крепления подготовительных выработок рамными металлическими крепями, изготовляемыми из специальных взаимозаменяемых профилей, и может найти применение в угольной и горнорудной промышленностях.

Известны специальные желобчатые профили типа СВП (специальный взаимозаменяемый профиль) из горячекатаной стали марки Ст.5. или низколегированных 20Г2АФ, 36Г2С и др., для изготовления металлических крепей горных выработок. В. Н. Каретников, В.Б. Нуждихин, А.Г. Клейменов. Крепление капитальных и подготовительных горных выработок. Справочник. - М.: Недра, 1989.- с.423-436; Ю. З. Заславский, В.М. Мостков. Крепление подземных сооружений. -М.: Недра, 1979. - с.62-76.; Н.С. Булычев. Механика подземных сооружений. - М.: Недра, 1994. - с.326-330.; В.Н. Каретников и др. Автоматизированный расчет и конструирование металлических крепей подготовительных выработок. - М.: Недра, 1984. - с. 184-194. ; В.Е. Брагин, П.В. Егоров Е.А. Бобер. Шахты Кузбасса. Справочник. - М. : Недра, 1994. - с. 58-60.; Б.А. Маркович. Шахтная металлическая крепь и способы ее массового производства. - М.: Недра, 1974. - с. 68-79.

Для изготовления металлических рамных крепей применяется преимущественно специальный желобчатый профиль проката типа СВП (специальный взаимозаменяемый профиль) из горячекатаной стали марки Ст.5 шести типоразмеров: 14, 17, 19, 22, 27 и 33кг/м.

Одним из недостатков специальных желобчатых профилей является их относительная высота (h), которая требует выемки дополнительного значительного объема горной массы при проведении горной выработки для размещения металлической рамной крепи, обеспечивающей необходимое поперечное сечение ее в свету (Sсв.).

Целью предполагаемого изобретения является частичная, но существенная ликвидация этого недостатка путем изменения параметров элементов образующих профиль, и их связей при его формировании.

Указанная цель достигается путем замены стержневых фланцев плоскими, увеличения ширины корыта и обоих фланцев, уменьшения толщины стенок, днища и фланцев и уменьшения угла между стенками и днищем.

Реализация отмеченных четырех отличительных признаков заявленной конструкции позволила получить параметры предлагаемого профиля, обеспечивающие его преимущество.

Прототип СВП 19 имеет следующие габаритные и силовые параметры: h=102,0 мм, hl= 24,0 мм, b=136,0 мм, bl=60,0 мм, b2=51,0 мм, b3=94,0 мм, d=9.5 мм, dl= 6,2 мм, Rl=6,0 мм, R2=8,0 мм, R3=5,0мм, y0=49,3мм; F=24,44 см², G=19,20 кг/м, Jx=322,8 см⁴, Jy=464,0 см⁴, Wx=61,3 см³, Wy=67,0 см³.

Предлагаемый профиль: h=82,0 мм, h1=6,5 мм, b=294,l мм, bl=430,8 мм, b2= 123,0 мм, b3=162,5 мм, d=6,5 мм, dl=5,0 мм, Rl=6,0 мм, R2=7,0мм, R3=5,0 mm, y0= 41,0 мм; F=23,95 см², G=18,84 кг/м, Jx=270,22 см⁴, Jy=1420,28 см⁴, Wx= 65,9 см³, Wy=96,58 см³.

Отличительные признаки заявляемого объекта по сравнению с существующими спецпрофилями типа СВП, которые можно принять за прототипы, обеспечивают снижение объемов выемки пород при проведении горных выработок, металлоемкость крепи, снижение затрат труда и средств на проведении выработок, повышение производительности труда и скорости проведения при повышении качества крепи и ее несущей способности.

На чертеже изображен специальный шахтный профиль для металлической рамной крепи горных выработок, предлагаемой конфигурации. В табл.1 и 2 приведены геометрические характеристики и размеры поперечного сечения шахтного профиля.

Предлагаемая конструкция специального шахтного профиля позволяет ускорить проходку и крепление горных выработок за счет уменьшения поперечного сечения их в проходке (Sпp.), т.к. предлагаемая конструкция профиля имеет меньшую высоту сечения по сравнению с прототипом, уменьшая тем самым выемку дополнительного объема горной массы. Одновременно снижается и материалоемкость крепи, при сохранении ее несущей способности.