МЕХАНИЗИРОВАННАЯ КРЕПЬ СОПРЯЖЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК E21D11/36 E21D23/12 

Изобретение относится к горному делу, а именно, к механизированным крепям сопряжений для поддержания кровли штрека против лавы.

Известна механизированная крепь сопряжения ОКСА (см. ж. "Безопасность труда в промышленности", 1978 г. N 2, с. 6-7), которая предназначена для выработок арочного сечения. Была выпущена партия таких крепей. В процессе эксплуатации был выявлен ее существенный недостаток, заключающийся в том, что она не обладала поперечной устойчивостью, в результате чего происходило ее заливание вбок, а иногда падение в сторону лавы или борта штрека.

Известна также механизированная крепь сопряжения по авт. свид.N 972123, кл. Е 21 D 11/36, состоящая из внешних и внутренних секций, которой присущи недостатки вышеперечисленной крепи.

Известна крепь сопряжения по авт. свид.N 1116164, кл. Е 21 D 11/36, в которой повышена поперечная устойчивость крепи при их разгрузке и передвижении, однако при нагружении силами горного дела давления со стороны кровли такая крепь сопряжения оказывается так же неустойчивой в поперечном сечении штрека.

За прототип выбрана "Штрековая шагающая крепь" по авт. свид.N 177391, кл. Е 21 D, в которой имеются внутренняя и внешняя рамы, опирающийся через поперечные балки (траверсы) на гидростойки, а после разгрузки гидростоек каждая поочередно передвигаемая гидродомкратом рама ложится и скользит по перечинам (траверсам) неподвижной на этот момент рамы.

Недостатком этой крепи является то, что шарнирное соединение гидростоек с поперечинами рам делало неустойчивой всю конструкцию как в продольном, так и в поперечном направлениях. В процессе шахтных испытаний прототипа было выявлено следующее: крепь не обеспечила надежного поддержания кровли штрека, так как под действием горного давления со стороны кровли рамы и гидростойки принимали наклонное положение, при этом нижние опоры гидростоек продолжали затем постепенно смещаться по почве штрека и штрековая шагающая крепь оказывалась в неустойчивом (аварийном) состоянии, наблюдались случаи ее падения, кроме того, крепь была неуправляемая в горизонтальной плоскости, крепь оказалась неработоспособной, в результате чего испытания были прекращены.

Целью настоящего изобретения является обеспечение поперечной и продольной устойчивости крепи при установке гидростоек в необходимое положение в поперечном сечении штрека.

Поставленная цель достигается тем, что к траверсам верхняков и к опорам гидростоек присоединены цилиндрическими шарнирами, ориентированными идентично шарнирам гидростоек по два связанных между собой цилиндрическим шарниром звена, расположенных под некоторым углом друг к другу и к гидростойкам, при этом одно звено или оба звена через цилиндрический шарнир соединены гидроцилиндром с траверсой или непосредственно с верхняком секции крепи.

Признак "к траверсам верхняков и к опорам гидростоек присоединены цилиндрическими шарнирами, ориентированными идентично шарнирам гидростоек по два связанных между собой цилиндрическим шарниром звена, расположенных под некоторым углом друг к другу и к гидростойкам". не обнаружен заявителем в проанализированной технической литературе.

Вышеуказанный признак обеспечивает разгрузку гидростоек от изгибающих моментов тем, что два звена и гидростойка в запертом гидрозамком положении образуют жесткий треугольник, в котором все воспринимаемые внешние усилия распределяются вдоль каждой стороны треугольника, т.е. оба звена и гидростойка работают на сжатие.

Признак "при этом одно звено или оба звена через цилиндрический шарнир соединены гидроцилиндром с траверсой или непосредственно с верхняком секции крепи". образует второй жесткий треугольник, который обеспечивает надежную поперечную устойчивость всей крепи, одновременно с этим обеспечивает при сокращении или раздвижке гидроцилиндра установку опор гидростоек крепи в необходимое положение в поперечном сечении штрека. Этот признак также в технической литературе заявителем не обнаружен.

В результате анализа технической литературы выявлено, что вышеизложенные отличительные признаки предлагаемого изобретения соответствуют критерию "новизна" и "существенное отличие".

В совокупности вышеперечисленные признаки обеспечивают всей конструкции механизированной крепи сопряжения надежную поперечную и продольную устойчивость, возможность установки опор гидростоек в необходимое положение с учетом размещенного на штреке оборудования. Так, например, гидростойки могут быть поставлены в наклонном положении близко к бортам штрека или в вертикальное положение на некотором расстоянии от бортов штрека.

Продольная устойчивость крепи обеспечивается тем, что оба звена выполнены в виде открытых жестких коробов, из которых верхний короб соединен с траверсой (верхняком) и нижним коробом цилиндрическими шарнирами, препятствующими отклонению гидростоек вдоль штрека.

Предлагаемое изобретение поясняется следующими чертежами: на фиг. 1 показан вид сбоку на механизированную крепь сопряжения, на фиг. 2 вид А-А спереди на механизированную крепь сопряжения с расположением всех звеньев во внутреннем пространстве крепи, на фиг. 3 вид А-А спереди на механизированную крепь сопряжения с расположением двух (околостоечных) звеньев с внешних сторон крепи.

Механизированная крепь сопряжения состоит из двух секций внутренней (передней) и внешней (задней), каждая из которых представляет собой рамную конструкцию, опирающуюся на четыре гидростойки.

Внутренняя (передняя) cекция включает в себя верхняк 1, соединенный жестко с траверсами 2, к которым цилиндрическими шарнирами 3 подсоединены гидростойки 4 с опорами 5. Опоры 5 соединены с гидростойками 4 цилиндрическими шарнирами 6.

Внешняя (задняя) секция включает в себя верхняки 7, соединенные жестко с траверсами 8. К траверсам 8 подсоединены цилиндрическими шарнирами 9 гидростойки 10 с опорами 11. Опоры 11 соединены с гидростойками 10 цилиндрическими шарнирами 12. К траверсам 2 и 8 и к нижним опорам 5 и 11 гидростоек обеих секций цилиндрическими шарнирами 3, 6, 9 и 12 прикреплены звено 13 и звено 14, соединенные между собой шарниром 15.

Звенья 13 и 14 посредством гидроцилиндров 16 соединены с поперечинами 2 внутренней (передней) и поперечиной 8 внешней (задней) секций механизированной крепи сопряжения.

Внутренняя (передняя) и внешняя (задняя) секции связаны между собой двумя гидродомкратами 17, обеспечивающими их взаимную передвижку.

Механизированная крепь сопряжения работает следующим образом. В рабочем (исходном) положении внутренняя (передняя) и внешняя (задняя) секции расперты гидростойками 4 и 10 между кровлей и почвой штрека. Гидроцилиндры 16 заперты гидрозамками.

Горное давление со стороны кровли штрека воспринимают на себя верхняки 1 и 7 и через траверсы 2 и 8 внутренней (передней) и внешней (задней) секций, передают его на гидростойки 4 и 10, на опоры 5 и 11, лежащие на почве штрека.

При асимметричном нагружении секций механизированной крепи сопряжения поперечная устойчивость ее обеспечивается за счет того, что гидростойки 4 и 10 совместно со звеньями 13 и 14, гидроцилиндрами 16 и траверсами 2 и 8 во внутренней (передней) и внешней (задней) секциях образуют два жестких треугольника, которые воспринимают своими звеньями силы, возникающие при асимметричном нагружении секций механизированной крепи сопряжения.

Продольная устойчивость механизированной крепи сопряжения обеспечивается за счет ограничения подвижности осей цилиндрических шарниров 3, 9, 15 в радиальном направлении.

Передвижка механизированной крепи сопряжения осуществляется гидродомкратами 17. Передвижка внутренней (передней) и внешней (задней) секций механизированной крепи сопряжения 4осуществляется поочередно сначала внутренней (передней), а затем внешней (задней) секции. Для чего выполняют следующие операции: с гидроблока управления включают сокращение гидростоек внутренней (передней) секции, при этом ее верхняк 1 ложится на траверсы 8 внешней (задней) секции и опоры 5 гидростоек 4 поднимаются над почвой. Затем включают гидродомкраты 17 на выдвижку внутренней (передней) секции. После передвижки внутренней (передней) секции включают гидроцилиндры 16 и отклоняют гидростойки в нужное положение, после чего их раздвигают и секция крепи оказывается распертой между почвой и кровлей.

В такой же последовательности производятся операции с внешней (задней) секцией. При этом верхняки ее ложатся на траверсы 2 внутренней (передней) секции.

Разворот секции механизированной крепи сопряжения влево или право осуществляется при их передвижке поочередным включением соответственно правого или левого гидродомкратов 17.

Положительный эффект от использования предлагаемого изобретения заключается в повышении безопасности и сокращения трудоемкости работ из-за улучшения взаимодействия механизированной крепи сопряжения с боковыми породами, хорошей ее приспосабливаемости к горно-техническим условиям эксплуатации.

Использование: для поддержания кровли штрека в зоне его сопряжения с лавой. Сущность изобретения: механизированная крепь сопряжения включает верхняки с траверсами, гидродомкраты передвижки гидростойки с опорами, гидроцилиндры, гидроблоки управления. К траверсам и опорам гидростоек присоединены цилиндрическими шарнирами, ориентированными идентично шарнирам гидростоек, по два связанных цилиндрическим шарниром звена, расположенных под некоторым углом друг к другу и к гидростойкам. Одно или оба звена через цилиндрический шарнир соединены гидроцилиндром с траверсой или непосредственно с верхняком секции крепи. 3 ил.

Механизированная крепь сопряжения, включающая верхняки с траверсами, гидродомкраты передвижки, гидростойки с опорами, гидроцилиндры, гидроблоки управления, отличающаяся тем, что к траверсам верхняков и к опорам гидростоек присоединены цилиндрическими шарнирами, ориентированными идентично шарнирам гидростоек, по два, связанных между собой цилиндрическим шарниром, звена, расположенных под некоторым углом друг к другу и к гидростойкам, при этом одно звено или оба звена через цилиндрический шарнир соединены гидроцилиндром с траверсой или непосредственно с верхняком секции крепи.