СЕКЦИЯ ШАХТНОЙ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ Российский патент 1996 года по МПК E21D23/04 E21D23/06 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к креплению очистных забоев угольных пластов механизированными крепами.

Известны механизированные крепи /а. с. СССР N 1036932, Е 21 D 23/06, 1145153, Е 21 D 25/04, 1215211, R 21 D 25/04/, включающие основания шарнирно-соединительные, соединенные с перекрытиями с установленными между ними гидростойками.

Недостатками указанных секций являются сложность конструкций оснований и перекрытий, имеющих коробчатое строение из металлического листа с элементами усиления. При эксплуатации в сложных горно-геологических условиях некоторые секции деформируются и выбрасываются в связи с невозможностью их восстановления в шахтных механических мастерских.

Наиболее близким техническим решением, принятым нами за прототип, является секция механизированной крепи, включающая основание шарнирно-соединительное с перекрытием, выполненным из четырех изогнутых швелеров, каждая пара которых сваркой соединены между собой поперечными швелерами, образуя раму. Между основанием и перекрытием установлены две жесткие стойки. Сверху и со стороны завала перекрытие щит закрыт листом /см. Т.Ф. Горбачев, И.С. Патрушев. Угледобывающие агрегаты и комплексы, издательство Сибирского отделения АН СССР, Новосибирск, 1964, с. 83 85, рис. 56/.

Недостатком конструкции является неразборность основания и перекрытия, выполненного из элементов металлопроката, в связи с чем весьма затруднителен их ремонт при различных деформациях и поломках. Кроме того указанное обстоятельство затрудняет выполнение монтажно-демонтажных работ в подземных условиях.

Предлагаемое техническое решение направлено на достижение задач по повышению эффективности изготовления и использования механизированной крепи при эксплуатации, ремонтах, а также снижению трудоемкости при производстве монтажно-демонтажных работ.

Решение поставленных задач достигается тем, что перекрытие и основание секции выполнены из набора металлопроката любого профиля, выпускаемого промышленностью, концевые части которых соединены между собой обоймами, объединяющими элементы проката в необходимые по размерам плоскости.

Действительно, выполнение основания и перекрытия секции из набора отдельных элементов металлопроката, объединенных в необходимые по размерам плоскости с помощью разборных объемов, качественно меняет всю конструкцию крепи, ибо будучи полностью разборной, она предоставляет возможность решить весь комплекс поставленных задач, а именно:
возможность изменения размеров основания и перекрытия через нарезку элементов проката необходимого размера в условиях угольного предприятия, с использованием удлинителя стойки /гидростойки/ предоставляет возможность использования практически одного типоразмера на пластах различной мощности, т.е. крепь обладает определенной степенью универсальности, в связи с чем на шахте упрощается процесс эксплуатации и ремонта;
возможна быстрая замена деформированного элемента проката непосредственно в подземных условиях с последующим использованием секции в составе механизированной крепи;
значительно сокращается трудоемкость по доставке секций, а также при монтажно-демонтажных работах.

Сравнение предлагаемого решения с прототипов и аналогичными решениями, известными из существующего уровня техники, дает основание утверждать о его соответствии критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан вид секции сбоку; на фиг. 2 разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 вариант крепи с использованием швелеров; на фиг. 4 желобчатый спецпрофиль, использованный в качестве элемента перекрытия и основания представленных на фиг. 1.

Секция механизированной крепи включает верхнее перекрытие 1 и основание 2, выполненые из набора элементов металлопроката любых профилей, выпускаемых промышленностью. На фиг. 1 представлен вариант выполнения основания и перекрытия из желобчатых спецпрофилей 19 /фиг. 4/, применяемых на шахтах в качестве элементов крепления. Возможен вариант выполнения основания и перекрытия из швелеров 20 /фиг. З/, либо из двутавровых балок и т.д. Основание и перекрытие представляет собой плоскости определенных размеров, определяемых конкретными условиями эксплуатации. Перекрытие 1 изготавливается путем укладки элементов металлопроката, скрепляемых с помощью разборных обойм, выполненных из двух скоб, например 3, 4 /фиг. 2/, соединяемых с помощью болтов 17. Противоположный конец перекрытия стягивается скобами 5, 6. Основание 2 выполняется аналогично и его элементы металлопроката скрепляются концевыми скобами 7, 8 и соответственно 9, 10. На скобах предусматривается выполнение различных дополнительных элементов, например, на скобах 6, 7 выполняются проушины 11, которые соединяются между собой пальцем 12, образуя шарнирное соединение между перекрытием и основанием, а установленная между ними гидростойка 13 обеспечивает подъем или опускание перекрытия. Как вариант, возможна установка под гидростойкое 13 удлинителя 14 для крепей, отрабатывающих мощные пласты угля. На переднем торцевом конусе перекрытия шарнирно установлен козырек 14 с гидродомкратом 15 для поддержания призабойной части кровли. На передней части основания установлен гидродомкрат передвижки крепи 16 и конвейера 21. Отметим, что на внутренних поверхностях скоб /фиг. 2, 5/ выполнены приливы 18, у которых профили боковых поверхностей конгруэнтны профилям боковых поверхностей элементов используемого металлопроката, что обеспечивает плотную посадку элементов металлопроката относительно скоб.

Секция механизированной крепи работает следующим образом. В исходном положении перекрытие 1 и основание 2 расперты гидростойкой 13, шток гидродомкрата передвижки 16 выдвинут и конвейер 21 придвинут к груди забоя. Комбайн /не показан/ находится в нижней части механизированного комплекса. Перемещаясь по ставу скребкового конвейера 21 вверх лавы, комбайн вынимает ленту угля шириной, определяемой размерами рабочего органа. Вслед за движением комбайна осуществляется передвижка секций к груди-забоя путем разгрузки гидростойки 13 со снижением давления до заданного предела /обычно до 0,01 МПа/ и подачи давления в гидродомкрат 15 для обеспечения контакта козырька 14 с призабойной частью кровли с целью ее удержания от обрушения. Далее подается давление в гидродомкрат передвижки 16 и секция крепи подтягивается к конвейеру, после чего в гидростойку 13 подается давление и осуществляют распер крепи. Дополнительно подается давление в гидродомкрат 15 и осуществляют подпор призабойной части кровли козырьком 14. После выемки ленты угля no всей длине комплекса комбайн перегоняют вниз в исходное положение и осуществляют передвижку конвейера 21 с помощью подачи давления в гидродомкраты передвижки 16, и цикл работ по выемке угля повторяется.

Отметим, что в процессе эксплуатации неизбежны деформации отдельных элементов металлопроката. В этих случаях их замена возможна непосредственно в шахтных условиях путем частичной разборки узлов перекрытия /снятие верхних скоб крепления 3, 4, а также при при необходимости разборка шарнирного соединения/.

При выполнении монтажно-демонтажных работ и перидислокации крепи на новое место эксплуатации, крепь может подвергаться частичной или полной разборке, замене вышедших из строя элементов и деталей в шахтных условиях и по возможности модернизироваться.

Указанные положительные качества предлагаемой механизированной крепи позволяют резко снизить затраты на ее изготовление и эксплуатацию. ЫЫЫ2

Использование: для крепления очистных забоев угольных пластов механизированными крепями. Сущность изобретения: секция шахтной механизированной крепи включает соединенные между собой перекрытия и основание с установленными между ними гидростойками. Перекрытие и основание выполнены в виде набора элементов металлапроката любых профилей, выпускаемых промышленностью. Их концевые части соединены между собой обоймами. Обоймы могут быть выполнены разъемными, с приливами на внутренних поверхностях, конгруэнтными профилям боковых поверхностей металлопроката. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Секция шахтной механизированной крепи, включающая соединенные между собой перекрытие и основание с установленными между ними гидростойками, отличающаяся тем, что перекрытие и основание выполнены в виде набора элементов металлопроката с профилями, выпускаемыми промышленностью, концевые части которых соединены между собой обоймами. 2. Секция по п.1, отличающаяся тем, что обоймы выполнены разъемными, а на их внутренних поверхностях выполнены приливы, профили боковых поверхностей которых конгруентны профилям боковых поверхностей элементов используемого металлопроката.