ПЕРЕКРЫТИЕ КОНЦЕВОЙ СЕКЦИИ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ Российский патент 1996 года по МПК E21D23/06 

Техническое решение относится к горной промышленности и может быть использовано при отработке пластов угля с неустойчивой кровлей комплексами и агрегатами.

Известна конструкция механизированного перекрытия секций шахтной крепи (А.С. СССР 466336, опубликовано 05.04.75, кл. E 21 D 23/06), которая используется для перекрытия кровли в зазоре между крайней секцией мехкрепи и контурной крепью выработки, а также для перекрытия межсекционных зазоров.

Недостаток этого решения состоит в том, что жесткая плоская конструкция имеет малую площадь контакта с неровной кровлей в этой зоне, ослабленной зоной неупругих деформаций в окрестности подготовительной выработки, которая формируется при проходке выработки и активно развивается в зоне опорного давления.

При малой эффективной площади контакта в отдельных точках возникают значительные контактные напряжения, разрушающие кровлю. Вследствие этого, кровля, ослабленная трещинами давления в опорной зоне и в результате точечного контактного взаимодействия с крепью разрушается, высыпается, что приводит к образованию куполообразования, к выводам. Это создает опасность для горнорабочих, вызывает увеличение трудоемкости работ, увеличивает зольность угля. Кроме того, величина перекрытия зазора ограничена 250 мм, что недостаточно для перекрытия зазора в интервале 200 700 мм и конструкция не допускает резразгрузочного способа поддержания кровли.

Известно перекрытие концевой секции механизированной крепи (а.с. 156779) в котором к основной стороне основного перекрытия посредством шарнира закреплена дополнительная балка, одно плечо которой размещено над основным перекрытием, а другое консольно относительно последнего, причем консоль соединена с гидродомкратами поворота дополнительной балки. Другой конец гидродомкратов соединен с основным перекрытием. Шарнир закрепления дополнительной балки к основному перекрытию размещен между шарнирами выдвижения борта и шарниром крепления гидродомкрата поворота дополнительной балки.

Недостатки этой конструкции такие же, а именно:
низкая эффективная контактная площадь, высокие контактные напряжения;
недостаточный интервал обнажения;
невозможность осуществления безразгрузочного способа поддержания кровли без "многократного топтания";
невозможность поддержания уступной формы зазора.

Известно техническое решение комплект механизированной крепи (авт.св. N 1082964), включающий линейную и концевую секции кровли, перекрытия которых связаны между собой гидродомкратом передвижки, двуплечими рычагами и гидродомкратами, перекрытие концевой секции крепи выполнено с продольной С-образной в сечении направляющей, в которой установлен с возможностью осевого поворота и продольного перемещения гидродомкрат передвижки, шарнирно связанный штоком с перекрытием концевой секции, а цилиндром жестко с концами двуплечих рычагов, которые шарнирно закреплены средними частями на перекрытии линейной секции крепи и связаны с ним гидропатронами, закрепленными на вторых концах двуплечих рычагов.

Недостаток такой конструкции состоит в том, что поддержание кровли непостоянно, невозможно осуществление безразгрузочного ее поддержания.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является комплект механизированной крепи (авт.св. N 136664, доп. к авт.св. N 1082964), включающий линейную и концевую секцию крепи, перекрытия которых связаны между собой гидродомкратом передвижки, при этом на перекрытии концевой секции шарнирно закреплена консоль. Консоль выполнена с направляющими и снабжена бортом, подвижно установленным в направляющих, соединенных шарнирно через гидродомкраты с траверсой, установленной на гидростойке концевой крепи.

Известное устройство характеризуется достаточно эффективной контактной площадью перекрытия и кровли, благодаря наличию дополнительных опорных элементов. Недостаток конструкции состоит в том, что поддержание кровли непостоянно. Для того, чтобы переместить концевую секцию в крепи, необходимо разгрузить гидростойку, т.е. ослабленная трещинами кровля периодически подвергается "топтанию". При этом происходит ее разрушение на мелкие фракции и высыпание.

Сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что в перекрытии концевой секции механизированной крепи, включающем основное перекрытие и три дополнительных опорных элемента, шарнирно соединенных между собой и с основным перекрытием, и домкраты поворота вокруг шарниров, дополнительные опорные элементы выполнены в виде крайней, центральной и боковой платформ, снабженных направляющими роликами на торцовых участках и опорными роликами со стороны кровли, при этом на платформах размещен цилиндрический пневмотор, закрепленный бесконечной лентой, проходящей через сквозную полость пневмотора, по его контактной поверхности с опорными роликами и перепасованной через направляющие ролики боковой и центральной платформ, причем хвостовик боковой платформы соединен домкратом поворота с основным перекрытием и дополнительным домкратом поворота с центральной платформой на ее границе с крайней, а хвостовик крайней платформы соединен домкратом поворота с центральной платформой, на ее границе с боковой.

Сущность технического решения поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан поперечный разрез дополнительных перекрытий концевой секции механизированной крепи в положении, когда крайняя и боковая платформа повернуты нормально относительно центральной путем раздвижки хвостовиков боковой и крайней платформ на максимальное расстояние друг от друга посредством домкратов. Фрагмент поддержания цилиндрическим пневмотором кровли пласта, мощность которого меньше высоты примыкающей подготовительной выработки.

На фиг.2 разрез 1-1 фиг.1.

На фиг. 3 представлен поперечный разрез, когда крайняя и боковая платформы повернуты относительно центральной под тупым углом. Фрагмент поддержания цилиндрическим пневмотором кровли пласта, мощность которого меньше высоты примыкающей подготовительной выработки.

На фиг. 4 представлен фрагмент поддержания цилиндрическим пневмотором уступа кровли пласта, мощность которого больше высоты примыкающей подготовительной выработки.

Перекрытие концевой секции механизированной крепи включает основное перекрытие 1 (фиг. 1, 3, 4), дополнительные опорные элементы в виде платформ: центральной 2, боковой 3 и крайней 4 с установленными на них роликами 5. Центральная платформа 2 посредством проушин 6 шарнирно соединена с боковой 3 и крайней 4. Боковая платформа посредством проушин 7, 8 соединена с бортом основного перекрытия 1. Продолжения проушин боковой 3 и крайней 4 платформ в месте шарнирного соединения с центральной платформой образуют консольные хвостовики 9 и 10 криволинейной формы. Хвостовики 9 соединены с проушинами 11 центральной платформы посредством домкратов 12. Хвостовики 10 соединены с проушинами 13 центральной платформы посредством домкратов 14. Домкраты 12 и 14 позволяют изменить углы наклона боковой 3 и крайней 4 платформ относительно центральной 2. Для изменения положения взаимосвязанных платформ 2, 3, 4 относительно основного перекрытия 1 предусмотрен домкрат 15, который одним концом соединен с хвостовиком 9, а другим с проушинами 16 основного перекрытия 1. Проушина 16 закреплена на нижней поверхности основного перекрытия 1.

Для поддержания неровной кровли в зазоре между основным перекрытием 1 и контурной крепью 17 подготовительной выработки на боковых платформах смонтирован цилиндрический пневмотор 18. Фиксированное положение пневмотора обеспечивается гибкими бесконечными лентами 19, 20, перепасованными через ролики 21, 22 кронштейнов боковой 3 и центральной 2 платформ, а также взаимным расположением платформ. Одни ветви бесконечных лент 19, 20 размещены во внутренней полости цилиндрического пневмотора, другие на наружной поверхности.

Работает устройство следующим образом.

Основное перекрытие 1 концевой секции механизированной крепи поддерживает кровлю. В зазоре между контурной крепью 17 выработки и основным перекрытием 1 кровлю поддерживает цилиндрический пневмотор 18 (фиг.1, 2, 3, 4), который оперт на ролики 5 центральной платформы 2. Фиксирование местоположения пневмотора в поперечном направлении осуществляется боковой 3 и крайней 4 платформами, а в продольном направлении гибкими бесконечными лентами 19 и 20, которые натянуты между забойным 21 и завальным 22 роликами, закрепленными на центральной 2 и боковой 3 платформах.

Боковая 3, центральная 2 и крайняя 4 платформы взаимосвязаны между собой шарнирно и дополнительно домкратами 12, 14, которые присоединены к центральной платформе 2 посредством проушин 11 и 13 соответственно. Изменением длины домкратов 11 и 12 вызывается вращение хвостовиков 9 и 10 платформ 3 и 4 вокруг осей шарниров в проушинах 6 центральной платформы и соответственно вращение платформ 2, 3, 4 относительно друг друга. В результате изменяются углы наклона платформ 3 и 4 относительно центральной. Взаимосвязанные платформы 2, 3, 4 получают опору на основном перекрытии 1 путем шарнирной подвески к проушине 7 борта основного перекрытия 1 боковой платформы 3. Хвостовики 9 боковой платформы 3 дополнительно присоединены к основному перекрытию 1 посредством домкратов 15 через проушины 16.

Основное перекрытие 1, домкрат 15 и боковая платформа 3 образуют силовой треугольник и являются опорой для платформ 2 и 4. Изменение длины домкратов 15 вызывает вращение боковой платформы 3 вокруг шарнира проушины 7 и соответственно вращение платформ 2 и 4. Путем вращения боковой платформы 3 вокруг шарниры проушины 7 посредством домкратов 15 и изменением углов наклона боковой 3 и крайней 4 платформ относительно центральной 2 посредством домкратов 12 и 14 достигается возможность изменять положение платформ и форму пневмотора в зависимости от геометрии поверхности кровли (фиг.1, 3, 4) в окрестности примыкающей подготовительной выработки в зависимости от вынимаемой мощности пласта. Перемещение концевой секции крепи не требует разгрузки избыточного давления воздуха в пневмоторе. При перемещения основного перекрытия 1 на забой перемещаются и платформы 2, 3, 4 вследствие связи боковой платформы 3 с основным перекрытием 1 посредством шарнирного соединения через проушины 7, 8 и через хвостовики 9, домкраты 15 и проушины 16. При этом пневмотор расперт между роликами 5 платформ 2, 3, 4 и кровлей, осуществляя поддержание последней. В силу значительного трения о кровлю пневмотор не проскальзывает по ней, а перемещается вместе с платформами путем выворачивания внутреннего слоя поверхности на наружный под действием усилия лент 19, 20. Ленты 19, 20 перепасованы через ролики 21 и 22. Одна ветвь лент прижата к поверхности пневмотора роликами 5 платформ и относительно поверхности пневмотора не проскальзывает вследствие высокого трения. Другая ветвь лент 19, 20 размещена в сквозной полости пневмотора 18, зажата поверхностью пневмотора и имеет возможность перепасовываться через ролики 21, 20 при их перемещении, вместе с выворачиванием внутренней поверхности пневмотора на наружную. При выворачивании внутренней поверхности пневмотора на наружную он таким образом обкатывает поверхность кровли без трения скольжения. Ролики 5 платформ 2, 3, 4, которые перемещаются вместе с пневмотором на забой, при этом обкатывают его внешнюю поверхность.

Таким образом осуществляется поддержание кровли в зазоре между крепью выработки и концевой секцией крепи при перемещении секции без снятия избыточного давления воздуха в пневмоторе, т.е. перемещение осуществляется по безразгрузочному принципу. Применение пневмотора на контакте с кровлей увеличивает эффективную площадь контакта, позволяет осуществить безразгруозчный принцип перемещения при поддержании ослабленной трещинами кровли в окрестности выработки. Конструкция дополнительного перекрытия в виде взаимосвязанных платформ обеспечивает устойчивость пневмотора, его приспосабливаемость к различной геометрии поверхности поддерживаемой кровли в окрестности выработки на концевых участках лав. Таким дополнительным перекрытием можно поддержать кровлю на узкой полосе (фиг. 1), на широкой полосе (фиг.3), с уступом с прямым и обратным склонами (фиг.4).

Применение такого устройства делает работу на концевых участках лав более безопасной, снижает расход лесоматериалов и трудоемкость работ, а также зольность угля за счет снижения вывалообразования на концевых участках лав.

Использование: при отработке пластов с неустойчивой кровлей комплексами и агрегатами. Сущность изобретения: перекрытие концевой секции механизированной крепи включает основное перекрытие и три дополнительных опорных элемента, шарнирно соединенных между собой и с основным перекрытием, а также домкраты поворота вокруг шарниров. Дополнительные опорные элементы выполнены в виде крайней, центральной и боковой платформ, снабженных направляющими роликами на торцовых участках и опорными роликами со стороны кровли. На платформах размещен цилиндрический пневмотор, закрепленный бесконечной лентой, проходящей через сквозную полость пневмотора, по его контактной поверхности с опорными роликами и перепасованной через направляющие ролики боковой и центральной платформ. Хвостовик боковой платформы соединен домкратом поворота с основным перекрытием и дополнительным домкратом поворота с центральной платформой на ее границе с крайней. Хвостовик крайней платформы соединен домкратом поворота с центральной платформой на границах ее с боковой платформой. 4 ил.

Перекрытие концевой секции механизированной крепи, включающее основное перекрытие и три дополнительных опорных элемента, шарнирно соединенных между собой и с основным перекрытием, и домкраты поворота вокруг шарниров, отличающееся тем, что дополнительные опорные элементы выполнены в виде крайней, центральной и боковой платформ, снабженных направляющими роликами на торцовых участках и опорными роликами со стороны кровли, при этом на платформах размещен цилиндрический пневмотор, закрепленный бесконечной лентой, проходящей через сквозную полость пневмотора по его контактной поверхности с опорными роликами и перепасованной через направляющие ролики боковой и центральной платформ, причем хвостовик боковой платформы соединен домкратом поворота с основным перекрытием и дополнительным домкратом поворота с центральной платформой на ее границе с крайней, а хвостовик крайней платформы соединен домкратом поворота с центральной платформой на границах ее с боковой платформой.