Результат интеллектуальной деятельности: ЗАКЛАДОЧНАЯ ПЕРЕМЫЧКА

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к производству закладочных работ при добыче полезных ископаемых подземным способом, и может быть использовано для ограждения закладочного массива в выработанном пространстве.

Обычная закладочная перемычка состоит из деревянных стоек, деревянных укосин (распорок), горизонтальных прогонов, скрепляющих между собой деревянные стойки (может использоваться металлический профиль или дерево) и фильтроткани с металлической сеткой (Закладочные работы в шахтах: Справочник / под ред. Д.М.Бронникова, М.Н.Цыгалова. - М.: Недра, 1989. - c.122-128), но такие перемычки практически не имеют повторного использования, так как не бывает двух одинаковых выработок, где необходимо установить перемычку, повторно использовать получается в лучшем случае 30% материала.

Известна секция закладочного ограждения (а.с. СССР №866240, МПК E21F 15/02, 1980, опубл. 23.09.81, Бюл. №35), включающая соединенные поперечными элементами стойки, состоящие из шарнирно соединенных верхней и нижней частей, причем нижняя часть выполнена из двух стоек с возможностью размещения их под углом друг к другу, разнесения понизу в разные стороны по отношению к плоскости ограждения и соединения между собой при помощи стяжного устройства, фильтрующую диафрагму, элементы крепления и фиксации выдвижения верхней и нижней частей стоек, выполненные в виде втулок с клиновыми замками, причем втулки верхних частей стоек соединены между собой жестко, а со втулками нижних частей стоек - шарнирно с ограниченным углом поворота.

Предложенная авторами секция закладочной перемычки выбирает большие неровности почвы и кровли, допущенные в момент проходки выработки, но требует ровной площадки, в которую будет упираться сама стойка. Конструкция может использоваться в выработках небольшого сечения, т.к. используемые в конструкции клиновые замки не слишком надежны, и при больших размерах секции вся ее масса придется на нижнюю стойку, что создаст дополнительные усилия на клиновой замок и увеличит шанс его открытия, а значит, и потери всей конструкции. Кроме того, использование выгнутой конструкции перемычки также создает дополнительное давление на опорную стойку, т.к. из трех стоек несущей является одна, а остальные две - просто ограждающие.

Известна самозаклинивающаяся закладочная перемычка (а.с. №969072, МПК E21F 15/02, 1981, опубл. 07.01.85, Бюл. №1), включающая две шарнирно соединенные между собой секции и ограждающее полотно, закрепленное с выпуклой стороны перемычки, причем перемычка снабжена боковыми и монтажными распорными стойками и шарнирно соединенными между собой одними концами планками, причем боковые распорные стойки выполнены с вмещающими края секций пазами, свободные концы планок шарнирно соединены с секциями, а монтажные распорные стойки установлены в местах шарнирного соединения секций с планками. Использование данной конструкции возможно только при строго фиксированных размерах выработки.

В общем случае большинство ранее предложенных закладочных перемычек не могут использоваться многократно, а те перемычки, которые могут вторично использоваться, имеют громоздкую конструкцию, очень затратны в части применяемых материалов, трудоемки при монтаже и сложны в эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением является закладочная перемычка (Чесноков Н.И. и др. Системы разработки месторождений урана с твердеющей закладкой, М.: Атомиздат, 1975 г. С.248), состоящая из гидравлических стоек, выполняющих роль распорных устройств, крепежных стоек диаметром 210 мм, обшитых впоперек досками, и диафрагмой из мешковины.

Использование гидравлических стоек для возведения закладочных перемычек приводит к утяжелению конструкции, а также к необходимости использования дополнительного оборудования (маслостанции, насоса) и его транспортировки, что обуславливает сложность в эксплуатации.

Техническим результатом заявляемого технического решения является простота монтажа перемычки, облегчение транспортировки, а также возможность многократного использования, причем в выработках разных геометрических размеров, что позволяет снизить затраты на закладочные работы и повысить их эффективность.

Технический результат достигается тем, что в закладочной перемычке, включающей крепежные и распорные стойки и снабженной фильтрующей диафрагмой, крепежная стойка состоит из выполненных из полимерных материалов и скрепленных между собой по меньшей мере двух частей, а распорная стойка выполнена высотой, меньшей высоты крепежной стойки, и снабжена распорным винтом и приспособлениями для крепления к ней крепежной стойки в верхней и нижней частях, например, качающимися башмаками.

За счет того что высота распорной стойки меньше, чем высота крепежной стойки на момент установки, так как распорная стойка винтовая и регулируемая по высоте, а крепежная стойка выполнена из полимерных материалов, при размещении секции перемычки в забое она принимает форму стрелкового лука выгнутой частью в сторону закладочного массива, что позволяет увеличить сечение перемычки, тем самым снижая давление закладочного массива на нее. За счет упругости полимерного материала крепежная стойка расклинивается между почвой и кровлей выработки, обеспечивая более надежную фиксацию распорной стойки, в момент закладки выработанного пространства закладочный массив будет оказывать давление на крепежную стойку, тем самым увеличивая эффект ее заклинивания между почвой и кровлей выработки. Качающиеся башмаки выбирают неровности почвы и кровли выработки, распорный винт распорной стойки дает возможность регулировать ее размеры по высоте. Такую закладочную перемычку можно использовать многократно, отдельные ее секции легко демонтируются, т.к. каждая крепежная стойка состоит из нескольких частей, что облегчает вес каждой секции перемычки в отдельности и упрощает транспортировку, к ее элементам не прилипает закладочная смесь, перемычка из таких секций не имеет ограничений по ширине выработки и может применяться при разной высоте выработки. Предлагаемая конструкция закладочных перемычек даст существенную экономию на материале для их изготовления, поднимет производительность труда горнорабочих и существенно снизит нагрузку на предприятие в части доставки, подготовки и спуска в шахту материала для изготовления закладочных перемычек.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг 1 - вид сбоку секции закладочной перемычки, на фиг 2 - расчетная схема крепежной стойки, на фиг.3 - общий вид закладочной перемычки.

Каждая секция закладочной перемычки (фиг.1) состоит из крепежных стоек 1, распорных стоек 2 и фильтрующей диафрагмы 3, состоящей из слоев металлической сетки и фильтроткани. Каждая крепежная стойка 1 выполнена по меньшей мере из двух частей, снабженных приспособлениями 4 для скрепления между собой, верхняя часть крепежной стойки 1 снабжена качающимся башмаком 5, а нижняя часть жестко закрепленным башмаком 6, в которые устанавливается распорная стойка 2.

При установке перемычки части крепежных стоек 1, выполненных из полимерного бруса 120×140 мм, скрепляются между собой посредством болтового соединения 4. Ширина собранной стойки не более 150 мм. При полной сборке крепежная стойка 1 имеет выпуклую форму. Распорная стойка 2 состоит из двух труб диаметром 102 мм, соединенных втулкой 7, и снабжена распорным винтом 8. При монтаже по месту расположения перемычки собранная крепежная стойка 1 устанавливается вертикально, затем к горизонтальным площадкам башмаков (внутренняя часть башмака) 5 и 6 крепится винтовая распорная стойка 2, создающая фиксацию распорной стойки 1 между кровлей и почвой выработки. За счет стягивания крепежной стойки 1 распорной стойкой 2 в момент установки образуется выпуклость, направленная в сторону создаваемого закладочного массива. Затем через расстояние L устанавливается еще одна секция перемычки, исходя из того, что расчетная нагрузка (фиг.2) на ограждение возрастает по линейному закону от P₁, кН/м² до P₂, кН/м², каждая промежуточная секция воспринимает давление ω=H×L. После набора необходимой ширины перемычки для создания фильтрующей диафрагмы 3 стойки 1 обшиваются металлической сеткой и фильтротканью (фиг.3). При необходимости можно изменить высоту крепежной стойки 1, так, если высота выработки, где планируется установить закладочную перемычку, оказалась больше высоты крепежной стойки 1, возможна вставка между ее частями дополнительной длиной до 1000 мм. Для возведения более прочной перемычки секции могут соединяться между собой поперечными элементами.

Использование таких секций для строительства закладочных перемычек даст существенную экономию на материале для изготовления перемычек, поднимет производительность труда горнорабочих и существенно снизит нагрузку на предприятие в части доставки подготовки и спуска в шахту материала для изготовления закладочных перемычек.