МЕХАНИЗИРОВАННАЯ КРЕПЬ Российский патент 1996 года по МПК E21D23/14 E21D23/08 

Изобретение относится к устройству для крепления забоя и может использоваться под землей в шахтных забоях с неровной почвой в том числе при добыче золота.

В известных устройствах для крепления забоя используются прямоугольные полозья, которые установлены на почву выработки и которые необходимо волочить по поверхности почвы, когда крепь продвигается вперед. В случаях, когда поверхность почвы выработки является особенно неровной, известные полозья неспособны передвигаться по этой поверхности, в результате чего устройство остается неподвижным.

Известно устройство для крепления забоя, в котором используются длинные полозья (неспособные передвигаться по шероховатой и неровной почве выработки [1] Другие типичные примеры использования устройств на основе полозьев описаны в патенте ФРГ [3] патенте Великобритании [2] патентных заявках Великобритании [3, 4, 5, 6, 7] Устройство для крепления забоя, в котором используется несколько полозьев с опорной плитой, описаны в описании изобретения в патенте [9] но даже это устройство считается непригодным для эффективного передвижения в шахтном забое, имеющем шероховатую и неровную почву выработки.

Известна также механизированная крепь, включающая соединенные друг с другом секции, каждая из которых содержит перекрытие, шарнирно прикрепленные к нему соединенные между собой передние и задние гидростойки с основаниями, раму, расположенную между стойками и связанную с ними, и гидравлический цилиндр, прикрепленный к раме и шарнирно присоединенный через соединительный элемент к балке [10] Однако передвижные такой крепи по неровностям почвы также затруднено.

Изобретение направлено на создание механизированной крепи, перемещающейся по неровной почве путем управления подъемом нижних элементов крепи.

Сущность изобретения заключается в том, что в механизированной крепи, включающей соединенные друг с другом секции, каждая из которых содержит перекрытие, шарнирно прикрепленные к нему соединенные между собой передние и задние гидростойки с основаниями, раму, расположенную между стойками и связанную с ними, и гидравлический цилиндр, прикрепленный к раме и шарнирно присоединенный через соединительный элемент к балке, гидравлические стойки выполнены с круглыми основаниями, а связи гидростоек выполнены упругими и соединены с соединительным элементом посредством гидравлического управляющего цилиндра, прикрепленного к раме, в вертикальной плоскости для поднятия и опускания балки. Диаметр круглых оснований задних стоек может быть больше чем у передних. Перекрытие каждой секции может иметь шарнирно прикрепленный к его переднему торцу противовзрывной экран с возможностью его установки в горизонтальное и вертикальное положения.

Секции могут быть соединены между собой посредством дополнительных гидроцилиндров, а также дополнительно связаны с направляющей балкой гидроцилиндрами ее перемещения вверх или вниз вдоль секций крепи.

На фиг.1 показан вид сбоку одной секции крепи для крепления забоя в соответствии с изобретением, причем некоторые компоненты опущены для ясности; на фиг.2 то же, с переднего торца; на фиг.3 то же, с заднего торца; на фиг.4 вид секции в плане; на фиг.5 то же, с изображением некоторых других компонентов; на фиг. 6 вид секции изображенной на рис.5, в плане; на фиг.7 вид секции с торца, иллюстрирующий его способность преодолевать неровность на почве выработки; на фиг.8 передвижное устройство для крепления забоя.

Механизированная крепь для крепления забоя в соответствии с изобретением состоит из нескольких отдельных секций 10, которые связаны друг с другом с помощью гидроцилиндров 12 двойного действия. Выработка имеет кровлю 16 и почву 18.

Каждая секция 10 имеет четыре гидростойки 20. Верхний конец стойки 20 шарнирно связан с перекрытием 22. Нижние концы стойки 20 имеют круглые основания 24 тарелочной формы, причем задние основания 24 А несколько больше передних оснований 24 В. Передние стойки связаны друг с другом посредством упругих связей в виде пружинистых стержней 26, а задние стойки связаны друг с другом посредством аналогичных упругих связей в виде пружинистых стержней 28. Пружинистые стержни 30 связывают передние стойки с задними стойками.

Секция 10 имеет раму 32 и два параллельных пружинистых стальных направляющих стержня 33, которые могут скользить относительно рамы. На раме 32 закреплен гидравлический цилиндр 34, который связан с соединительным элементом 35. Последний связывает передние концы стержней 33. Гидравлический цилиндр 36 установлен на передних пружинистых стержнях 26 и воздействует на соединительный элемент 35, вызывая передвижение гидроцилиндра 34 в вертикальной плоскости. Рама 32 шарнирно соединена у заднего конца с пружинистыми стержнями 28 и для передвижения в горизонтальной плоскости вокруг шарнирного узла 39. Соединительный элемент 35 шарнирно соединен с жесткой балкой 37, которая является общей для всех секций 10.

Как показано на фиг.5, 6, каждая секция имеет противовзрывной экран 38, который шарниром 40 прикреплен к переднему краю перекрытия. Экран имеет шарнир 42. На рис.5 сплошными линиями изображен противовзрывной экран в горизонтальном положении, обеспечивающем крепление кровли между секциями 10 и грудью 14 забоя. Ломанным контуром под цифрой 44 на фиг.5 изображен противовзрывной экран, опущенный и принявший вертикальное положение, в котором он обеспечивает противовзрывной барьер перед забоем, защищая секцию 10 во время взрывной отбойки. Следует отметить, что перемещение экрана в вертикальное положение связано с некоторым поворотом экрана вокруг шарнира 42, причем в результате экран в этом случае состоит из вертикальной части 46 и наклонной части 48. Вращательное движение экрана между его верхним и противовзрывным положением достигается с помощью гидроцилиндра 50, который установлен между перекрытием и экраном.

С задним краем перекрытия 22 шарнирно связан завальный козырек, имеющий непроницаемую для жидкости мембрану. Козырек 52 может поворачиваться, занимая положения от горизонтального, изображенного сплошными линиями, до вертикального, изображенного ломаным контуром под цифрами 54, 56, что достигается с помощью гидравлического цилиндра 58, который установлен между перекрытием 22 и козырьком 52. В горизонтальном положении козырек осуществляет крепление кровли над задней частью секции 10. В вертикальном положении он создает защитный барьер, за которым могут выполняться работы по засыпке с использованием шлама или других отходов 60.

Для каждой секции 10 имеется гидравлический цилиндр 62, который связывает балку 37 со следующей соседней секцией 10 (фиг.6, на котором следующая секция обозначена цифрой 10А).

Устройство может передвигаться вперед относительно груди 14 забоя с помощью следующей последовательности операций:
1) после взрывной отбойки и последующей расчистки обломков горной породы с помощью обычных средств, таких как скреперы, перекрытие 22 и противозврывной экран 38 находятся в горизонтальном положении, примыкая к кровле 16, гидроцилиндр 36 отводится назад, поворачивая вверх гидроцилиндр 34. Благодаря этому балка 37 поднимается над почвой выработки, операция выполняется всеми секциями одновременно;
2) гидроцилиндр 34 выдвигается, продвигая балку 37 вперед к груди забоя. Поскольку балка 37 уже поднята (см.п.1), неровные места на почве выработки не препятствуют передвижению балки к груди забоя. Это положение изображено на фиг.5;
3) теперь гидроцилиндр 36 выдвигается, поворачивая гидроцилиндр 34 вниз таким образом, что балка 37 вновь соприкасается с почвой выработки. Эта операция выполняется всеми секциями одновременно;
4) все стойки 20 секции 10 теперь отводятся назад, опуская перекрытие 22 и связанный с ним противовзрывной экран 38 и завальный козырек 52 с отрывом от кровли 16;
5) гидроцилиндр 36 выдвигается дальше, в результате чего передние стойки 20 отрываются от почвы выработки, оставляя только две задние стойки 20 в контакте с почвой выработки;
6) гидроцилиндр 34 отводится назад, подтягивая секцию 10 к балке 37. Во время этого действия другие секции остаются неподвижными. Передвижение секции 10 происходит при скольжении оснований 24А по почве выработки. Большие размеры оснований тарелочной формы позволяют им преодолевать неровные места на поверхности почвы выработки. Если в забое имеется выраженное падение пласта, то есть скат в направлении, поперечном продольному направлению, то взаимосвязанные цилиндры 12 могут быть использованы для предотвращения скольжения вниз секции 10 во время этого движения;
7) как только рассматриваемая секция 10 был продвинут вперед с помощью гидроцилиндра 34, гидроцилиндр 36 вновь отодвигается назад позволяя передним стойкам блока возобновить контакт с почвой выработки;
8) затем стойки 20 выдвигаются, вновь приводят перекрытие 22 и связанные с ним противовзрывной экран 38 и козырек 52 в соприкоснование с кровлей;
9) затем операции 4-8 выполняются для каждой секции 10, в результате чего вся крепь продвигается вперед на величину хода гидроцилиндра 34 к груди 14 забоя.

Кроме того, возможно передвижение всего устройства в направлении падения ласта, то есть вниз по скату или вверх по скату это достигается соответствующим выдвижением или отодвижением назад всех гидроцилиндров 62 одновременно для передвижения балок 37 вверх или вниз по скату и затем соответствующим действием взаимосвязанных гидроцилиндров 12 и гидроцилиндра 34 во время следующих последовательных шагов по продвижению вперед.

Важным признаком описанного устройства является упругая взаимосвязь стоек секций 10 с помощью пружинистых стержней 26, 28 и 30. Фиг 7 иллюстрирует на примере способность каждой секции 10 устройство стоять на стойках 20 независимо от явно выраженных неровных мест на почве 18 выработки.

Другим важным признаком описанного устройства является легкость подъема двух стоек каждой секции с отрывом от почвы выработки во время передвижений вперед, облегчающая секции 10 передвижение вперед без застревания на неровностях почвы выработки.

В дополнение к рассмотренным выше признакам устройство согласно изобретению может включать бурильное и другое вспомогательное оборудование, установленное подвижно на балке 37.

Использование: для крепления подземных и горных выработок. Сущность изобретения: механизированная крепь включает соединенные друг с другом секции. Каждая секция имеет перекрытие, гидростойки с круглыми основаниями, между которыми расположена рама, которая через гидроцилиндр шарнирно связана с соединительным элементом, прикрепленным к балке. Гидростойки связаны между собой упругими связями и соединены с соединительным элементом гидравлическим управляющим цилиндром, прикрепленным к раме в вертикальной плоскости для поднятия и опускания балки. Диаметр оснований задних стоек может быть больше, чем у передних. Перекрытие каждой секции может иметь противовзрывной экран и завальный козырек, которые могут устанавливаться в горизонтальное и вертикальное положения. Секции могут быть соединены между собой дополнительными гидроцилиндровыми и дополнительно связаны с направляющей балкой гидроцилиндрами ее перемещения вверх или вниз вдоль секций крепи. 5 з. п. ф-лы, 8 ил.

1. МЕХАНИЗИРОВАННАЯ КРЕПЬ, включающая соединенные одна с другой секции, каждая из которых содержит перекрытие, шарнирно прикрепленные к нему и соединенные между собой передние и задние гидростойки с основаниями, раму, расположенную между стойками и связанную с ними, и гидравлический цилиндр, прикрепленный к раме и шарнирно присоединенный через соединительный элемент к балке, отличающаяся тем, что гидравлические стойки выполнены с круглыми основаниями, а связи гидростоек выполнены упругими и соединены с соединительным элементом посредством гидравлического управляющего цилиндра, прикрепленного к раме в вертикальной плоскости для поднятия и опускания балки. 2. Крепь по п.1, отличающаяся тем, что диаметр круглых оснований задних стоек больше диаметра круглых оснований передних стоек. 3. Крепь по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что перекрытие каждой секции снабжено шарнирно прикрепленным к его переднему торцу противовзрывным экраном с возможностью его установки в горизонтальное и вертикальное положения. 4. Крепь по пп.1 3, отличающаяся тем, что перекрытие каждой секции снабжено шарнирно прикрепленным к его заднему торцу завальным козырьком с возможностью установки его в горизонтальное и вертикальное положения. 5. Крепь по пп.1 4, отличающаяся тем, что секции соединены между собой посредством дополнительных гидроцилиндров. 6. Крепь по пп.1 5, отличающаяся тем, что секции дополнительно связаны с балкой посредством гидроцилиндров ее перемещения вверх или вниз вдоль секций крепи.