» » Верхняки и перекрытия из стеклопластиков

Верхняки и перекрытия из стеклопластиков

30.08.2016

Для крепления кровли очистных выработок в комплекте со стойками применяются деревянные или металлические верхняки. Деревянные верхняки используются обычно однократно, что вызывает значительный расход лесоматериалов и удорожает себестоимость угля. Металлические верхняки имеют большой вес, плохо приспосабливаются к неровностям кровли, часто выходят из строя при эксплуатации. Этих недостатков лишены стеклопластики, отличающиеся малым удельным весом, высокой податливостью и прочностью на изгиб.
В ИГД им. А.А. Скочинского созданы два типа стеклопластиковых верхняков — жесткие и рессорные. Создание верхняков основано на выполнении таких технических требований:
- пригодность для крепления кровли в очистных выработках пологопадающих пластов мощностью 0,5—2 м с неровностями кровли 2—3 см на длину верхняка;
- возможность перестановки стоек после каждого цикла на ширину захвата комбайна;
- работа с двух- и четырехрожковыми гидростойками;
- симметричная конструкция с возможностью присоединения концевых узлов из металла;
- временное сопротивление материала на изгиб σв.и≥400 МПа.
- гибкость 50 мм при установке на опорах с расстоянием до 0,5 м;
Рессорные верхняки

Разработанные на этом основании рессорные верхняки типа PBC предназначены для крепления кровли в очистных выработках пологопадающих пластов мощностью до 1 м. Тип верхняка РВС-8 разработан преимущественно для широкозахватной, а РВС-9 — для узкозахватной выемки угля.
На рис. 7.3 показана конструкция верхняка РВС-8. Верхняк представляет собой две стеклопластиковые пластины 1 с двумя волнообразными участками («шейками»), скрепленные у концов металлическими опорами 2. Помимо соединения пластин, концевые опоры предохраняют их поверхности от многократного местного вдавливания твердых частиц пород кровли и головок стоек 3. Волнистый участок пластин обеспечивает работоспособность верхняка в условиях неровной гипсометрии кровли.
Верхняки и перекрытия из стеклопластиков

Стрела прогиба шеек (40 мм) позволяет верхнякам сохранять работоспособность при перепаде неровностей кровли до 60 мм. При более нарушенной гипсометрии кровли (свыше 60 мм) пластины верхняка упруго изгибаются. Верхняк РВС-9 конструктивно подобен половине верхняка РВС-8 и представляет собой две стеклопластиковые пластины, имеющие с одной стороны шейку и скрепляющий хомут, а с другой — металлическую опору.
Вес верхняков РВС-8 с металлическими хомутами 10,4 кг, верхняка РВС-9 — около 8 кг. Рессорные верхняки имеют малую высоту профиля и высокую податливость. По сравнению с металлическими верхняками PBC легче в 2,5 раза, а по сравнению с деревянными распилами при равном с ними весе они в 5—6 раз прочнее. Кроме того, устраняется необходимость ежецикличной доставки лесоматериалов в лаву и существенно сокращается расход леса на 1 т добычи.
Рессорные верхняки изготавливаются методом прямого горячего прессования в специальных многогнездных пресс-формах. Материалом для изготовления рессорных верхняков служит стеклопластик АГ-4НС, представляющий собой стеклоленту, пропитанную связующим Р2М (фенолоформальдегидная смола, модифицированная бутваром).
Для изготовления верхняков разработана механизированная установка ЭМ-96. Технологический режим прессования: давление 3—5 МПа, температура прессования 140—150° С, выдержка при указанных давлении и температуре 3 мин на 1 мм толщины изделия.
Опытно-промышленные партии рессорных верхняков (свыше 1000 шт.) изготавливались на Северодонецком ПО «Стеклопластик». Испытания, проведенные на пластах мощностью 0,7—0,8 м, показали высокую работоспособность и удобство верхняков в эксплуатации. Производительность труда рабочих возросла на 20%, а себестоимость 1 т угля снизилась. Рессорные верхняки разработаны Н.К. Егоровым, Б.И. Кобзевым, С.В. Мамонтовым.
Жесткие верхняки

Жесткие верхняки типов ЖВС предназначены для крепления кровли очистных забоев при узкозахватной выемке угля на пластах мощностью свыше 1,7 м при работе с гидравлическими стойками сопротивлением не более 200 кН. Верхняк ЖВС (рис. 7.4) представляет собой балку 1 двутавроподобного поперечного сечения, имеющую на концах отверстия 3 для замкового соединения их между собой. С этой целью в одно из отверстий запрессовывается металлический штырь 4. Для защиты от контактных повреждений с кровлей и головкой гидростойки стеклопластиковая балка опрессовывается металлическими листовыми накладками 2.
Верхняки и перекрытия из стеклопластиков

Основное преимущество жестких стеклопластиковых верхняков по сравнению с металлическими для аналогичной области применения — меньший (в 2—3 раза) вес, по сравнению с деревянными — высокая прочность и многократность использования. В качестве исходного материала для изготовления жестких верхняков используется стеклопластик АГ-4НС. Метод изготовления — горячее прессование в двухгнездной пресс-форме. Параметры прессования: удельное давление 38—40 МПа, время выдержки под давлением 110—120 мин, температура начальная 115—120°С, рабочая — 140—145°С. Испытания, проведенные на шахтах Караганды, показали работоспособность верхняков ЖВС; трудоемкость работ на креплении снизилась на 20%.