PL226660B1 - Podatne spłaszczone odrzwia łukowe - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku są podatne spłaszczone odrzwia łukowe stosowane do wykonywania obudowy górniczej dla rozcinek ścianowych.

W praktyce górniczej obudowy dla rozcinek ścianowych wykonuje się w odrzwiach podatnych o wysokościach dostosowanych do grubości pokładu węglowego tak zwanych obudowach spłaszczonych. Obudowy takie znane są przede wszystkim z katalogu produkcji huty Łabędy w Gliwicach oraz katalogu typoszeregu odrzwi firmy ETG w Sławkowie. Odrzwia wykonywane są jako symetryczne czteroelementowe lub wieloelementowe, które w narożach posiadają bardzo mały promień gięcia łuków stropnicowych, a pozostałe fragmenty są wyginane dużym promieniem zbliżonym do szerokości odrzwi. Konstrukcje takich odrzwi znane są między innymi z polskich opisów patentowych nr 189601, 196657, 197046, a także z zgłoszenia P. 392844. W rozwiązaniach tych łuki ociosowe wykonywane są dwoma promieniami z pozostawieniem prostego odcinka przyspągowego, przy czym mały promień występujący w narożu odrzwi jest kilkakrotnie mniejszy od dużego promienia, którym jest wykonywany łuk stropnicowy. Łuki ociosowe i stropnicowe łączone są na zakładki, które usytuowane są w części stropowej powyżej małego promienia oraz jedna zakładka mieści się w osi odrzwi. Odrzwia te posiadają symetryczny układ i podział na elementy. Najczęściej stosowanymi dla rozcinek ścianowych są odrzwia czteroelementowe, z uwagi na małą ilość elementów odrzwi, szybki i łatwy montaż oraz minimalną ilość potrzebnych strzemion. Odrzwia powyżej czterech elementów łukowych są rzadziej zabudowywane z powodu zwiększonej ilości materiałów, większej ilości strzemion, bardziej pracochłonnego montażu oraz transportu w warunkach dołowych. Odrzwia spłaszczone czteroelementowe posiadają jednak pewne niedogodności. Z uwagi na usytuowanie zakładek w płaskiej części stropowej zsuw łukowych elementów jest bardzo utrudniony, zwłaszcza przy działaniu pionowego obciążenia górotworu na obudowę. W takich przypadkach względne pionowe upodatnienie odrzwi jest bardzo małe w stosunku do zsuwu poprzecznego i może się okazać niewystarczające do prawidłowej pracy odrzwi. Doprowadzić to może do usztywnienia odrzwi, a w konsekwencji do plastycznego odkształcania konstrukcji i deformacji odrzwi z jednoczesnym zmniejszeniem ich nośności. Podjęto próbę i skonstruowano odrzwia pięcioelementowe, w których jeden z elementów ociosowych podzielono na dwie części i uzyskano zakładkę w części ociosowej, jednakże przysporzyło to niedogodności, o których wspomniano dla odrzwi wieloelementowych.

Rozwiązanie według wynalazku pozbawione jest powyższej niedogodności.

Istota rozwiązania polega na tym, że odrzwia stanowią jednopromieniowy łuk stropnicowy połączony z dwupromieniowym łukiem stropnicowym tworząc stropnicę oraz jednopromieniowy łuk ociosowy połączony z dwupromieniowym łukiem stropnicowym i dwupromieniowy łuk ociosowy połączony, z jednopromieniowym łukiem stropnicowym. Promienie gięcia mały i duży oraz długości łuków ociosowych i stropnicowych są tak dobrane, że jedna zakładka połączenia stropnicy z dwupromieniowym łukiem ociosowym mieści się w spłaszczonej części stropowej odrzwi, a druga zakładka stropnicy z jednopromieniowym łukiem ociosowym występuje w części ociosowej, zbliżonej do pionu natomiast zakładka powstała z połączenia jednopromieniowego łuku stropnicowego z dwupromieniowym łukiem stropnicowym występuje poza osią symetrii odrzwi. W odrzwiach odcinek prosty elementu łukowego tworzy z linią spągową kąt wynoszący 90°±7°. Ponadto mały promień łuku stropnicowego jest taki sam dla łuku ociosowego, a duży promień w elementach łukowych jest stały. Długość odcinka prostego wynosi 2-35% wysokości odrzwi.

Rozwiązanie według wynalazku cechuje się wieloma zaletami technicznymi. Odrzwia według wynalazku posiadają symetryczny obrys, a układ elementów stronicowych i ociosowych czyni je o asymetrycznych zakładkach w połączeniach. Taki asymetryczny podział umożliwia uzyskanie zsuwu w płaskiej części stropowej, co ma miejsce najczęściej przy obciążeniach górotworu działających na ociosy i upodatnia obudowę po szerokości oraz umożliwia jednocześnie uzyskanie zsuwu w części ociosowej wymaganej podczas występowania najczęściej pionowego obciążenia pochodzącego od górotworu i upodatnienia obudowy na jej wysokości. Uniwersalność ta pozwala na zaciskanie odrzwi przy ukośnie działających obciążeniach jak również przy ich zmienności. Czyni to obudowę bardziej stateczną, mniej narażoną na usztywnienie i deformacje plastyczne, przez co uzyskuje się optymalne odrzwia czteroelementowe o lepszej pracy i korzystniejszym wykorzystaniu ich nośności. Odpowiednio dobrane mały promień gięcia oraz długości poszczególnych elementów łukowych pozwalają na uzyskanie stropowej zakładki blisko naroża odrzwi, co ułatwia zbrojenie rozcinki ścianowej w sekcje obudowy zmechanizowanej i rozruch ściany. Przy zbrojeniu rozcinki demontuje się dwupromieniowy łuk

PL 226 660 B1 ociosowy, a pozostający jednopromieniowy łuk stropowy zabezpiecza praktycznie na całej szerokości strop wyrobiska. Konstrukcja odrzwi według wynalazku poprzez skracanie lub wydłużanie odcinków elementów łukowych umożliwia uzyskanie dużego wachlarza typoszeregu odrzwi zarówno pod względem ich szerokości jak i wysokości, przy zachowaniu tych samych promieni gięcia. W takim wariancie kąt elementu ociosowego z płaszczyzną spągu zmienia się w zakresie ± 7°. Ponadto możliwość zwiększenia zakładek stropowych poprzez wydłużenie elementów stropowych czyni, że stropnica staje się podwójna i odrzwia zwiększają swoją nośność bez zabudowy dodatkowych elementów wzmacniających. Zachowanie stałych krzywizn odrzwi w typoszeregu pozwala w każdym momencie na wykorzystanie istniejących już elementów łukowych lub stropowych do wykonania odrzwi o mniejszym przekroju poprzecznym poprzez skrócenie tych elementów. Korzystny dobór długości elementów łukowych umożliwia takie usytuowanie zakładek w połączeniu, że dla dużych szerokości odrzwi nie występują nadmierne długości tych elementów i są one łatwe do transportu i montażu odrzwi, co w dotychczasowych typach odrzwi czteroelementowych nie występuje.

Odrzwia w przykładowym wykonaniu zilustrowano rysunkiem na którym fig. 1 przedstawia odrzwia czteroelementowe, a fig. 2 wydzieloną złożoną stropnicę.

Jak przedstawiono na rysunku odrzwia stanowią dwa elementy łukowe stropowe i dwa elementy łukowe ociosowe połączone między sobą na zakładkę. Stropnicę A tworzą jednopromieniowy łuk stropnicowy 1 oraz dwupromieniowy łuk stropnicowy 2, połączone w zakładce C2. Jednopromieniowy łuk stropnicowy 1 wygięty jest na całej długości Li promieniem dużym R. Dwupromieniowy łuk stropnicowy 2 o długości L2 wygięty jest tym samym promieniem dużym R, który w korzystnej odległości od końców dogięty jest małym promieniem r na kącie β tworzącym naroże N_s stropowe odrzwi. Dwupromieniowy łuk ociosowy 4 o długości L4 wykonany jest promieniem dużym R, który w części przyspągowej ma pozostawiony prosty odcinek z, a w korzystnej odległości od końca przystropowego dogięty jest małym promieniem r na tym samym kącie β tworzącym naroże N_o ociosowe odrzwi. Łuk ten jest połączony w zakładce ci z jednopromieniowym łukiem stropnicowym 1. Drugi element ociosowy o długości L3 stanowi jednopromieniowy łuk ociosowy 3, wygięty tym samym dużym promieniem R z pozostawieniem prostego odcinka przyspągowego z. Łuk ten połączony jest w zakładce C3 z dwupromieniowym łukiem stropnicowym 2. W połączeniu tym zakładka C3 występuje na pionowej części odrzwi poniżej naroża N_s stropowego. W pozostałych elementach łukowych zakładka ci występuje w spłaszczonej stropowej części odrzwi powyżej naroża No ociosowego, zaś zakładka £2 stropnicy A poza osią odrzwi w spłaszczonej jej części. Elementy łukowe i ociosowe skręcone są ze sobą za pomocą znanych strzemion w zakładach o długościach zależnych od szerokości odrzwi s. W zależności od wymaganej wysokości odrzwi h i szerokości s prosty odcinek przyspągowy z wynosi do 35% wysokości odrzwi h, a jego kąt α z linią spągową 5 wynosi 90° ± 7°. Dzięki skracaniu odcinka z prostego zmniejsza się wysokość odrzwi h i w szczególnym przypadku odcinek ten ma wartość minimalną zbliżoną do zera. W rozwiązaniu według wynalazku promień r mały i kąt β są takie same w dwupromieniowych łukach ociosowym 4 i stropowym 2, a promień R duży jest stały we wszystkich elementach łukowych.

Odrzwia czteroelementowe według wynalazku z tak korzystnie ukształtowanymi i połączonymi elementami stają się bardzo ekonomiczne i poza dotychczasowymi walorami techniczno - technologicznymi zostały wzbogacone o dodatkowe upodatnienie w zakładce £3 w części ociosowej, czego w dotychczasowej praktyce nie znano.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Podatne spłaszczone odrzwia łukowe złożone z dwóch łukowych elementów ociosowych z prostymi odcinkami i dwóch łukowych elementów stropnicowych, łączonych na zakładkę za pomocą strzemion, wykonane dwoma promieniami gięcia małym w narożach oraz dużym w części stropowej i ociosowej, znamienne tym, że stanowią je jednopromieniowy łuk (1) stropnicowy połączony z dwupromieniowym łukiem (2) stropnicowym tworzące stropnicę (A) oraz jednopromieniowy łuk (3) ociosowy połączony z dwupromieniowym łukiem (2) stropnicowym i dwupromieniowy łuk (4) ociosowy, połączony z jednopromieniowym łukiem (1) stropnicowym, w których promienie gięcia mały (r) i duży (R) oraz długości łuków ociosowych i stropnicowych są tak dobrane, że zakładka (C1) stropnicy (A) z dwupromieniowym łukiem (4) ociosowym mieści się w spłaszczonej części stropowej, a druga zakładka (C3)

   PL 226 660 B1 stropnicy (A) z jednopromieniowym łukiem (3) ociosowym usytuowana jest w części ociosowej, natomiast zakładka (C2) powstała z połączenia jednopromieniowego łuku (1) stropnicowego z dwupromienowym łukiem (2) stropnicowym występuje poza osią symetrii odrzwi.
2. 2. Odrzwia według zastrz. 1, znamienne tym, że odcinek prosty (z) elementu łukowego (3, 4) tworzy z linią (5) spągową kąt (a) wynoszący 90° ± 7°.
3. 3. Odrzwia według zastrz. 1, znamienne tym, że mały promień (r) łuku (2) stropnicowego jest taki sam dla łuku (4) ociosowego, a duży promień (R) w elementach łukowych jest stały.
4. 4. Odrzwia według zastrz. 1, znamienne tym, że długość odcinka prostego (z) wynosi 2-35% wysokości (h) odrzwi.