МЕХАНИЗИРОВАННАЯ КРЕПЬ ДЛЯ МОЩНЫХ ПЛАСТОВ Российский патент 1994 года по МПК E21D23/00 E21D19/02 

Изобретение относится к добыче угля подземным способом, а именно с помощью механизированных крепей.

Известна шагающая крепь для мощных пластов, состоящая из основания, представляющего собой жесткую раму с транспортной и выемочной камерами, на которую опирается снабженная гидростойками и образующая изменяющуюся по высоте верхнюю часть крепь, конвейеров, размещенных в каждой части крепи и не связанных кинематически с последней, выемочных машин, размещенных на конвейерах и балок, связанных с крепью посредством гидроцилиндров передвижки [1] .

Недостатком крепи является невозможность в процессе отработки мощного пласта для эффективной его выемки изменять форму забоя, а также снижение безопасности при работе обслуживающего персонала в нижней части крепи.

Известна секция механизированной крепи, включающая основание с жестко закрепленной на его завальном конце нижней частью ограждения, перекрытие с выдвижным бортом и с шарнирно прикрепленной к нему верхней частью ограждения, гидростойки, шарнирно закрепленные на основании и перекрытии, козырек с гидроцилиндром управления, устройство для соединения частей ограждения в виде тяг, гидроцилиндров, направляющих и соединительных осей, устройство для передвижки и конвейер [2] .

Недостатками секции крепи являются невозможность применения ее для отработки мощных пластов одним слоем и изменения формы забоя.

На фиг. 1 изображена механизированная крепь для мощных пластов, вид сбоку, с вертикальной линией забоя, с дополнительной нижней частью ограждения верхней секции, не связанной жестко с верхней частью ограждения нижней секции; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид сбоку механизированной крепи для мощных пластов, с вертикальной линией забоя, с дополнительной нижней частью ограждения верхней секции, жестко связанной с верхней частью ограждения нижней секции.

Крепь включает верхние секции 1, на которых шарнирно закреплены гидроцилиндры 2 передвижки, связанные шарнирно с конвейером 3, нижние секции 4, на которых шарнирно закреплены дополнительные гидроцилиндры 5 передвижки, связанные шарнирно с дополнительным конвейером 6. Каждая нижняя секция 4 состоит из перекрытия 7 с выдвижным бортом 8 (на фиг. 2), с выдвижной частью 9, которая управляется гидроцилиндром 10, с выдвижными опорами 11, с шарнирно закрепленной верхней частью ограждения 12, с установленной сверху на завальной его части дополнительной нижней частью ограждения 13, в которой при помощи соединительных осей 14 установлены тяги 15 и гидроцилиндры 16, связанные другими сторонами с направляющими 17 посредством соединительных осей 18 и которая связана с ним гидроцилиндром 19, с шарнирно закрепленными на его нижней поверхности гидростойками 20, которые другими сторонами шарнирно закреплены на основании 21 с закрепленной на его завальной стороне нижней частью ограждения 22, в которой при помощи соединительных осей 23 установлены тяги 24 и гидроцилиндры 25, связанные другими сторонами с направляющими 26 посредством соединительных осей 27.

Каждая верхняя секция 1 состоит из перекрытия с выдвижным бортом 28, на котором шарнирно закреплены козырек 29, управляемый гидроцилиндром 30, верхняя часть ограждения 31, гидростойки 32. Направляющие 17 и 26 установлены с возможностью перемещения соответственно в верхних частях ограждений 31 и 12, а другие стороны гидростоек 32 шарнирно закреплены на верхней поверхности перекрытия 7. Конвейер 3 установлен с возможностью перемещения на верхней поверхности перекрытия 7, а дополнительный конвейер 6 установлен на почве пласта.

Работает механизированная крепь следующим образом.

В исходном положении (см. фиг. 1) верхние секции 1 и нижние секции 4 отстоят соответственно от конвейера 3 и дополнительного конвейера 6 на шаг передвижки при помощи гидроцилиндров 2 передвижки и дополнительных гидроцилиндров 5 передвижки, образуя единый вертикальный забой. При этом гидростойки 20 развернуты так, что перекрытия 7 всех секций крепи находятся на одном уровне (без значительных перепадов по высоте), верхние части ограждений 12 относительно нижних частей ограждений 22 подняты вверх и удерживаются в вертикальном положении тягами 24, гидроцилиндрами 25, направляющими 26 и защищают нижние секции 4 от проникновения пород завала, гидростойки 32 раздвинуты, верхние части ограждений 31 относительно дополнительных нижних частей ограждений 13 подняты вверх, удерживаются в вертикальном положении тягами 15, гидроцилиндрами 16, направляющими 17 и защищают верхние секции 1 от проникновения пород завала, перекрытия с выдвижными бортами 28 прижаты к кровле и защищают крепь от проникновения пород кровли, козырьки 29 гидроцилиндрами 30 прижаты к кровле, выдвижные части 9 гидроцилиндрами 10 относительно перекрытий 7 находятся в сложенном положении, выдвижные борта 8 перекрывают зазоры между перекрытиями 7, препятствуя проникновению пород из верхних секций 1 в нижние секции 4, выдвижные опоры 11 всех перекрытий 7 находятся во втянутом положении.

При нагружении крепи породами кровли возникающие в ней усилия воспринимаются и контролируются гидростойками 20 и 32, гидроцилиндрами 16 и 25.

Для предотвращения образования перепадов по высоте перекрытий 7 в процессе нагружения крепи из-за возможного срабатывания предохранительных клапанов гидростоек 20 раньше предохранительных клапанов гидростоек 32 последние могут при этом развивать усилия, развиваемые гидростойками 20.

Для ликвидации в процессе нагружения крепи возникающих опрокидывающих ее усилий гидроцилиндрами 10 выдвигают из перекрытий 7 выдвижные части 9 и внедряют их в забой. Кроме того, положение выдвижной части, внедренной в забой, способствует стабильности перекрытий 7 при работе комбайна на конвейере 3.

Передвижка крепи осуществляется посекционно передвижкой одной нижней секции 4 и размещенной на ней одной верхней секции 1. Для этого подают давление в штоковые полости гидростоек 32 и отрывают перекрытие с выдвижным бортом 28 от кровли. После этого одновременно подают давление в гидроцилиндры 2 и 5 передвижки и подтягивают секцию соответственно к конвейерам 3 и 6, которые при этом удерживаются гидроцилиндрами передвижки соседних секций. Секцию передвигают на шаг передвижки, после чего подают давление в поршневые полости гидростоек 32 и распирают.

При необходимости подъема основания 21 какой-либо секции перед ее передвижкой выдвигают (см. фиг. 2) выдвижные опоры 11 этой секции, вводя их в зацепление с перекрытиями 7 соседних секций, затем подают давление в штоковые полости гидростоек 20 и поднимают основание 21 на необходимую величину. При необходимости сокращают гидростойки 32. После этого передвигают секцию гидроцилиндрами 2 и 5 передвижки на шаг передвижки. В конце хода выдвижки секции подают давление в поршневые полости гидростоек 20, опускают основание 21 на почву с сохранением уровня перекрытий 7 и распирают перекрытие с выдвижным бортом 28 гидростойками 32.

Возможна передвижка секции с подпором. Для этого одновременно с подачей давления в гидроцилиндры 2 и 5 на передвижку секции гидростойки переводят в режим работы с подпором известным способом.

Выдвижка конвейеров 3 и 6 производится подачей давления в гидроцилиндры 2 и 5 передвижки. Выдвижка конвейеров 3 и 6 может осуществляться как одновременно, так и в любой последовательности.

После выдвижки конвейеров механизированная крепь приходит в исходное положение.

Регулировка механизированной крепи по мощности пласта осуществляется первоначально за счет изменения раздвижности гидростоек 32 для уменьшения работ по выставлению перекрытий 7 гидростойками 20 на одном уровне. Для этого гидростойки 32 могут быть выполнены с раздвижностью, большей, чем раздвижность гидростоек 20.

Регулировку механизированной крепи по мощности пласта гидростойками 20 осуществляют после того, когда гидростойки 32 исчерпают свою раздвижность.

Во всех случаях регулировки механизированной крепи по мощности пласта направляющие 17 и 26 перемещаются соответственно в верхних частях ограждений 31 и 12.

Исходное положение механизированной крепи (см. фиг. 3), нагружение ее кровлей, передвижка ее, конвейера и регулировка по мощности аналогична описанной крепи. Исключением является работа гидроцилиндра 19, предназначенная для разгрузки дополнительной нижней части ограждения 13 от изгибающих усилий.

В процессе выемки пласта механизированная крепь в зависимости от изменения горно-геологических условий (обрушение забоя и др. ) может изменять форму забоя и работать как с вертикальным забоем по всей мощности пласта, так и с вертикальным забоем в верхних секциях 1 и наклонным забоем в нижних секциях 4, а также с наклонным забоем в верхних 1 и нижних 4 секциях.

Работа механизированной крепи с вертикальным забоем описана выше.

Образование вертикального забоя в верхних секциях 1 и наклонного забоя в нижних секциях 4 осуществляют путем изменения относительного положения верхних 1 и нижних 4 секций. Для этого в механизированной крепи (см. фиг. 1) подают давление в поршневые полости гидроцилиндров 25 и раздвигают их. При этом верхние части ограждений 12 вращаются против движения часовой стрелки относительно соединительных осей 27, принадлежащих тягам 24, и перемещают верхние секции 1 без изменения их пространственных форм (взаимное положение их элементов не изменяется) на забой. Величина перемещения зависит от величины хода гидроцилиндров 25 и фиксируется последними. Горизонтальное положение перекрытий 7 сохраняется за счет шарнирного соединения последних с верхними частями ограждений 12. Работа механизированной крепи аналогична описанной.

В механизированной крепи (см. фиг. 3) подают давление в поршневые полости гидроцилиндров 25 и раздвигают их. При этом верхние части ограждений 12 вращаются против движения часовой стрелки относительно соединительных осей 27, принадлежащих тягам 24, совместно с дополнительными нижними частями ограждений 13 и перемещают верхние секции 1 на забой с изменением пространственного положения дополнительных нижних частей ограждений 13 относительно перекрытий 7. При этом перекрытия с выдвижным бортом 28 перемещаются по сравнению с перекрытиями 7 на большую величину. Для ликвидации разницы перемещений перекрытий 7 и 28 подают давление в штоковые полости гидроцилиндров 16 и сокращают их. При этом верхние части ограждений 31 вращаются относительно соединительных осей 18, принадлежащих тягам 15, по движению часовой стрелки, а перекрытие с выдвижным бортом 28 перемещается в сторону завала. При применении гидроцилиндров 19 при вращении дополнительных нижних частей ограждений 13 совместно с верхними частями ограждений 12 для сохранения горизонтального положения перекрытий 7 подается давление в штоковые полости его. Работа механизированной крепи аналогична описанной.

Образование наклонного забоя в верхних 1 и нижних 4 секциях осуществляют путем одновременного изменения относительного положения верхних 1 и нижних 4 секций, а также перекрытий с выдвижными бортом 28 относительно перекрытий 7. Для этого одновременно подают давление в поршневые полости гидроцилиндров 16 и 25. Раздвижка последних сопровождается перемещением верхних секций 1 относительно нижних секций 4 на забой аналогично описанному, а раздвижка гидроцилиндров 16 сопровождается вращением верхних частей ограждений 31 относительно соединительных осей 18, принадлежащих тягам 15, против движения часовой стрелки, что сопровождается перемещением перекрытий с выдвинутым бортом 28 с козырьками 29 на забой. Величина перемещения контролируется гидроцилиндрами 16. Работа механизированной крепи аналогична описанной.

Механизированная крепь для мощных пластов может использоваться при раздельной выемке пласта. Эта способность обеспечивается наличием в крепи гидростоек 20 и 32, конвейеров 3 и 6 и выдвижных частей 9.

Наличие в механизированной крепи гидростоек 20 и 32 обеспечивает минимальную высоту секций крепи в сложенном состоянии, что приводит к ее монтажу и демонтажу известными способами и средствами. (56) 1. Патент ФРГ N 2509810, кл. E 21 D 23/04, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР N 1157246, кл. E 21 D 19/02, 1985.

Использование: добыча угля подземным способом с помощью механизированных крепей. Сущность изобретения: механизированная крепь содержит две установленные друг на друга секции с контейнерами. Каждая нижняя секция 4 имеет основание 21 с закрепленной на его завальном конце нижней частью ограждением 22, шарнирно связанным с конвейером 6 гидроцилиндрами 5 передвижки. Каждая секция 1 имеет нижнюю часть ограждения 13, установленную сверху на завальной части перекрытия нижней части секции 4. Гидростойки верхней секций 31 шарнирно закреплены на верхней плоскостях перекрытий 7 нижней секций 4, гидростойки 20 нижних секций- на основании 21. Перекрытия 7 нижних секций выполнено с выдвижными частями. Верхние и нижние части ограждений каждой секции связаны тягами 15, гидроцилиндрами 16, направляющими 17. Направляющие 17 могут перемещаться в верхних частях ограждений с помощью соединительных на перекрытиях 7 нижних секций сверху и шарнирно связан с ними другими концами гидроцилиндров 2 передвижки. Нижняя часть ограждения 13 может быть связана с перекрытием 7 нижней секции 4 гидроцилиндром. Перекрытие нижней секции 7 может быть выполнено с управляемой выдвижной частью. Перекрытие нижней секции 7 может быть выполнено с бортами, один из которых выполнен управляемым. Перекрытие нижней секции 7 может иметь выдвижные опоры, установленные с возможностью взаимодействия с перекрытиями соседних нижних секций. Верхняя секция 1 может быть выполнена с раздвижностью, большей, чем раздвижность нижней секции. Гидростойки нижних секций могут быть выполнены с большим сопротивлением, чем гидростойки верхних. 7 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. МЕХАНИЗИРОВАННАЯ КРЕПЬ ДЛЯ МОЩНЫХ ПЛАСТОВ, включающая верхние и нижние секции, каждая из которых содержит гидростойки, шарнирно закрепленное на них перекрытие и шарнирно прикрепленную к нему верхнюю часть ограждения, козырьки с гидроцилиндрами управления, шарнирно прикрепленные к перекрытиям верхних секций, конвейер, к которому одним концом шарнирно прикреплены гидроцилиндры передвижки, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным конвейером, каждая нижняя секция снабжена основанием с закрепленной на его завальном конце нижней частью ограждения, шарнирно связанным с дополнительным конвейером посредством дополнительных гидроцилиндров передвижки, каждая верхняя секция снабжена дополнительной нижней частью ограждения, установленной сверху на завальной части перекрытия нижней секции, при этом гидростойки верхних секций шарнирно закреплены на верхних плоскостях перекрытий нижних секций, гидростойки нижних секций на основаниях, перекрытия нижних секций выполнены с выдвижными частями, верхние и нижние части ограждения каждой секции связаны посредством тяг, гидроцилиндров, направляющих, установленных с возможностью перемещения в верхних частях ограждений, и соединительных осей, а конвейер установлен с возможностью перемещения на перекрытиях нижних секций сверху и шарнирно связан с ними другими концами гидроцилиндров передвижки. 2. Крепь по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительная нижняя часть ограждения верхней секции и верхняя часть ограждения нижней секции жестко соединены между собой и шарнирно связаны с перекрытием нижней секции. 3. Крепь по п. 2, отличающаяся тем, что дополнительная нижняя часть ограждения верхней секции связана с перекрытием нижней секции посредством гидроцилиндра. 4. Крепь по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что перекрытие нижней секции выполнено с управляемой выдвижной частью. 5. Крепь по пп. 1, 2 и 4, отличающаяся тем, что перекрытие нижней секции выполнено с бортами, один из которых выполнен управляемым. 6. Крепь по пп. 1, 2, 4 и 5, отличающаяся тем, что перекрытие нижней секции снабжено выдвижными опорами, установленными с возможностью взаимодействия с перекрытиями соседних нижних секций. 7. Крепь по пп. 1, 2, 4, 5 и 6, отличающаяся тем, что верхняя секция выполнена с раздвижностью большей, чем раздвижность нижней секции. 8. Крепь по пп. 1, 2, 4, 5, 6 и 7, отличающаяся тем, что гидростойки нижних секций выполнены с большим сопротивлением, чем гидростойки верхних.