МЕХАНИЗИРОВАННАЯ КРЕПЬ Российский патент 1996 года по МПК E21D23/04 E21D23/14 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке крутых угольных пластов полосами по падению щитовыми комплексами и агрегатами.

Известна щитовая механизированная крепь, содержащая секции основные, подвески, специальные и кутковые, связанные между собой двумя рядами связей по забойной и завальной сторонам в единый блок (аналог) (1). Передвижка крепи осуществляется за один прием снимается распор со всех секций и крепь под действием собственного веса и давления вышележащих обрушенных пород опускается до упора на забой.

Недостатком конструкции этой крепи является ее неуправляемость в плоскости простирания и в направлении ее движения по падению пласта при принятом способе ее передвижки бросанием на забой за счет собственного веса и давления обрушенных пород. В нарушенных боковых породах возможны случаи защемления, а следовательно и зависания как отдельных секций, так и всей крепи, что делает в дальнейшем процесс передвижки крепи невозможным. Другим недостатком конструкции крепи является отсутствие в ней прохода для людей из-за расположения в межстоечном пространстве секции подвески рычага со встроенными гидродомкратом подачи и домкрата качания, составляющих механизм управления базовой балкой исполнительного органа. Подвеска рычага к секции выполнена на нижней коробке завального ограждения. Поэтому для перемещения людей используется угольный забой или базовая балка исполнительного органа, расположенная в зоне обнажения пород кровли, а в случае работы в минимальной мощности пласта обеспечивается размерами, предусмотренными нормативами безопасности. Все это делает небезопасным ведение работ по управлению и техническому обслуживанию крепи.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой является механизированная крепь, включающая основные секции, связанные с базовой балкой исполнительного органа рычагами со встроенными гидродомкратами подачи и между собой завальными и забойными связями, и вспомогательные секции, установленные между основными секциями и связанные между собой парами гидродомкратов передвижки, шарнирно закрепленных одними концами с двух сторон забойного конца каждого основания вспомогательной секции, а другими на опорных кронштейнах со стойками каждого основания основной секции (прототип) (см. автор. свид. СССР N 1254166, МКл Е 21023100, 1986 г.). Передвижка крепи осуществляется в два этапа. Сначала передвигаются вспомогательные секции, а затем основные совместно с завальным ограждением крепи.

Недостатком этой крепи является ограниченная управляемость крепи в плоскости пласта из-за жесткого завального пояса связей (одношарнирных) основных секций. Выравнивание фронта крепи и корректировка направленности движения крепи по падению пласта осуществляется за счет подсадок или поворотов отдельных участков крепи. Ограниченная шарнирность завальных связей создает большие нагрузки на соединительные элементы (оси, проушины) связи с основанием секции, приводящие к их поломкам. В случае разрыва завальных связей нарушается целостность завальной защиты из-за расхождения секций и возникает опасность проникновения обрушенных пород в призабойное пространство, что создает небезопасные условия для людей, требует воздействия дополнительной защиты и в целом осложняет ведение работ в очистном забое.

Другим недостатком конструкции этой крепи является отсутствие защиты межсекционного пространства в проходе под крепью от возможных случайных падений людей и предметов в зону работы исполнительного органа.

Задачей изобретения является создание такой механизированной щитовой крепи, которая за счет гибкого соединения между собой секций обеспечивает управляемость ее в плоскости пласта, имела бы повышенную надежность и создавала бы безопасные условия работы людей.

Поставленная задача решается благодаря тому, что известная крепь, включающая основные секции, связанные с базовой балкой исполнительного органа рычагами со встроенными гидродомкратами подачи и между собой завальными и забойными связями, и вспомогательные секции, установленные между основными секциями и связанные между собой парами гидродомкратов передвижки, шарнирно закрепленных одними концами с двух сторон забойного конца каждого основания вспомогательной секции, а другими на опорных кронштейнах со стойками каждого основания основной секции, согласно изобретению, выполнена пятисекционными блоками, в которых с двух сторон каждого блока крайняя основная секция спарена с крайней основной секцией соседнего блока, а третья основная секция установлена в середине блока между двумя вспомогательными секциями, при этом основные секции по основаниям связаны между собой завальными связями, выполненными в виде чередующихся одношарнирных и двух шарнирных элементов, и забойными связями в виде рессор, снабженных опорными стойками с возможностью их взаимодействия с боковыми поверхностями оснований вспомогательных секций и обеспечения для них направленного движения, и защитными щитками, установленными в одной плоскости с нижним кронштейном основной секции, завальная сторона которого выполнена в виде переходного полка, а забойная сторона и боковые стороны снабжены проушинами под установку забойных рессорных связей и рычагов со встроенными гидродомкратами подачи.

Увеличение шарнирных соединений в завальной и забойной частях крепи снижает нагрузки на соединительные элементы и тем самым повышает надежность всей крепи в целом.

На фиг.1 изображена крепь, общий вид;
на фиг.2 вид А на фиг.1;
на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1;
на фиг.4 разрез В-В на фиг.1;
на фиг.5 сечение Г-Г на фиг.4.

Механизированная щитовая крепь состоит из двух групп секций: основных и вспомогательных, установленных с повторяющимся набором секций блоками. Блок секций выполнен из пяти секций: трех основных и двух вспомогательных. С каждой стороны блока крайние основные секции 1 и 2 спарены с крайними основными секциями 1, 2 соседних блоков, а третья основная секция 2 установлена между двумя вспомогательными секциями 3. Образуется повторяющийся порядок установки секций: две основные, вспомогательная, основная, вспомогательная.

Различие между основными секциями 1 и 2 состоит в том, что секция 1 имеет рычаг 4 со встроенными гидродомкратами подачи для подсоединения крепи к балке 5 исполнительного органа.

Различие между основными 1, 2 и вспомогательными секциями 3 состоит в том, что основная секция выполнена совместно с ограждением 6, а ограждение 7 вспомогательной секции выполнено отдельно и не имеет с ней кинематической связи. С основными двумя соседними секциями вспомогательная секция связана гидродомкратами передвижки 8.

Основные секции по завальной стороне связаны между собой через ограждения 7 вспомогательных секций завальными связями, выполненными в виде чередующихся одношарнирных связей 9, обладающих шарнирностью только в одной плоскости плоскости пласта, а двухшарнирными связями 10, обладающих шарнирностью в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

По забойной сторон основные секции связаны между собой забойными связями, выполненными в виде рессор 11, снабженных опорными стойками 14 и защитными щитками 12, закрепленных при помощи болтов 13 на опорных стойках 14. Вертикальная полка защитной полки перекрывает зазор по ширине и мощности пласта между рессорной связью и кровлей пласта в месте установки вспомогательной секции.

Опорные стойки 14 установлены по концам забойной связи 11 на расстоянии, обеспечивающим свободный проход между ними основания вспомогательной секции. Величина зазора "а" между опорной стойкой и боковой полкой основания секции влияет на положение вспомогательной секции и направленность ее движения. Регулировка зазора "а" осуществляется за счет перестановки опорных стоек 14. В конце передвижки вспомогательная секция ограничителями хода 15 своего основания вступает в контакт с опорными стойками 14, чем обеспечивается правильное взаиморасположение (стабилизация) секций друг относительно друга на каждом цикле передвижки крепи. Опорные стойки 14 закреплены на забойных связях 11 с помощью стопорных болтов 13. Продольные пазы в защитном щитке 12, через которые проходят стопорные болты 13, обеспечивают перемещение и фиксацию опорных стоек 14 на связи 11.

Защитные щитки 12 установлены на одном уровне (в одной плоскости) с нижним кронштейном 16, установленным на основаниях основных секций 1 и 2. Их завальные поверхности Д и Е, образуя сплошную пешеходную дорожку (при работе крепи на пластах крутого падения), расположены в одной плоскости по всей длине крепи. Забойная и боковые стороны кронштейна 16 снабжены проушинами 17 и 18 под установку рычага 4 со встроенными гидродомкратами подачи и забойных связей 11.

Крепь работает следующим образом.

Со вспомогательной секции 3 снимается распор и включением домкратов передвижки 8 на раздвижку она подтягивается к опорным стойкам 14 до упора в них ограничителями хода 15 своего основания. При этом опорные стойки 14, взаимодействуя с боковыми поверхностями основания, обеспечивают направленное перемещение вспомогательной секции 3.

После передвижки и установки вспомогательных секций 3 осуществляется передвижка всех (или части) основных секций 1 и 2 включением домкратов передвижки 8 на складывание, при этом она длится до контакта завальных ограждений 7 с основаниями вспомогательных секций 3.

Применение в завальном поясе двухшарнирных связей 10 позволяет снизить нагрузки на элементы их соединений и улучшить управляемость и приспосабливаемость крепи при корректировке ее фронта по простиранию и направлению ее движения по пласту и возможность регулировки шага передвижки крепи на отдельных ее участках.

Применение регулируемых опорных стоек 14 позволяет обеспечить вспомогательной секции 3 строго направленное перемещение и четкую стабилизацию в конечном положении.

Применение защитных щитков 12 позволяет обеспечить безопасное перемещение людей в межсекционном пространстве крепи.

Использование: при разработке крутых угольных пластов полосами по падению щитовыми комплексами и агрегатами. Сущность изобретения: механизированная крепь включает основные секции, связанные с базовой балкой исполнительного органа рычагами со встроенными гидродомкратами подачи, и вспомогательные секции, установленные между основными и связанные с ними гидродомкратами передвижки. Крепь выполнена пятисекционными блоками, в которых с двух сторон каждого блока крайняя основная секция спарена с крайней основной секцией соседнего блока, а третья основная секция установлена в середине блока между двумя вспомогательными секциями. Основные секции связаны между собой завальными и забойными связями. Завальные связи выполнены в виде чередующихся одношарнирных и двухшарнирных элементов. Забойные связи выполнены в виде рессор с опорными стойками и защитными щитками. Опорные стойки обеспечивают направленное движение вспомогательных секций, а защитные щитки - безопасные условия работы и удобство для перемещения обслуживающего персонала, располагаясь в одной плоскости с завальной стороной нижнего кронштейна основной секции, на котором имеются специальные проушины для крепления рессорных связей и рычагов со встроенными гидродомкратами подачи. 5 ил.

Механизированная крепь, включающая основные секции, связанные с базовой балкой исполнительного органа рычагами со встроенными гидродомкратами подачи и между собой завальными и забойными связями, и вспомогательные секции, установленные между основными секциями и связанные между собой парами гидродомкратов передвижки, шарнирно закрепленных одними концами с двух сторон забойного конца каждого основания вспомогательной секции, а другими на опорных кронштейнах со стойками каждого основания основной секции, отличающаяся тем, что она выполнена из пятисекционных блоков, в которых с двух сторон каждого блока крайняя основная секция спарена с крайней основной секцией соседнего блока, а третья основная секция установлена в середине блока между двумя вспомогательными секциями, при этом завальные связи основных секций выполнены в виде чередующихся одношарнирных и двухшарнирных элементов, а забойные связи в виде рессор, снабженных опорными стойками с возможностью их взаимодействия с боковыми поверхностями оснований вспомогательных секций и обеспечения для них направленного движения, и защитными щитками, установленными в одной плоскости с нижним кронштейном основной секции, завальная сторона которого выполнена в виде переходного полка, а забойная сторона и боковые стороны снабжены проушинами под установку забойных рессорных связей и рычагов со встроенными гидродомкратами подачи.