КРЕПЕУСТАНОВЩИК Российский патент 1997 года по МПК E21D13/04 

Изобретение относится к горному делу. Разработано для возведения штучной крепи при проведении или восстановлении горных выработок.

В процессе проведения горных выработок возведение штучной крепи /металлической, железобетонной или деревянной/ может осуществляться при помощи простейших подъемных устройств типа ПТК1, подвесных крепеустановщиков КПМ, КПМ-8, КПУ-2 или наземного типа "Штрек", КУ-1 и других механизмов, а также вручную. Основными недостатками существующих машин и механизмов для возведения штучной крепи являются: недостаточная маневренность при выполнении операций по креплению, высокая трудоемкость по наращиванию подвесного монорельса или наземного рельсового пути, наличие в забое дополнительной установки для возведения крепи на колесно-рельсовом или гусеничном ходу, что затрудняет организацию и выполнение технологического процесса проходки.

Известны подвесные крепеустановщики КПМ, КПМ-8 и КПУ-2 по Н.А. Малевич "Горнопроходческие машины и комплексы". М. Недра, 1980, с. 142 149. Крепеустановщик КПМ предназначены для механизации возведения арочной металлической крепи при проведении выработок комбайном и буровзрывным способами и представляет собой гидроподъемник рычажно-параллелограммного типа, подвешенный на монорельс. Механизм подъема состоит из рычагов и тяг, соединенных в шарнирный четырехзвенник, обеспечивающий плоско-параллельное движение.

Крепеустановщик КПМ-8 используется при возведении металлической арочной крепи в выработках, проводимых как комбайновым так и буровзрывным способом. Крепеустановщик состоит из корпуса, на котором смонтированы механизм передвижения и маслостанция. К корпусу крепится рама и тяги, которые соединены со стабилизатором. Корпус крепеустановщика, рама, тяги и стабилизатор образуют параллелограммный механизм, который обеспечивает плоскопараллельное движение перекрытия с прочными верхняками крепи.

Крепеустановщик КПУ-2 предназначен для механизации работ при разгрузке, доставке и возведении постоянной металлической арочной крепи при комбайновом способе проведения горных выработок. Этот крепеустановщик по сравнению с КПМ и КПМ-8 обладает большей универсальностью, так как может производить погрузочные и разгрузочные работы с параллельных путей. Он представляет собой монорельсовый кран, включающий гидравлический захват с телескопом и стрелу, шарнирно закрепленную на раме. Стрела совместно с тягами и рамой гидравлического захвата составляет параллелограммный механизм. Подъем и опускание стрелы осуществляется гидродомкратами. Гидравлический захват, смонтированный на переднем конце стрелы, имеет возможность поворота в плане относительно продольной оси стрелы.

Общим недостатком для рассматриваемых крепеустановщиков является то, что подъемный параллелограммный механизм не имеет возможности поворота в горизонтальной плоскости, что значительно сужает фронт погрузочно-разгрузочных работ при проведении горных выработок.

Известны гидравлические стреловидные манипуляторы шахтных бурильных установок по [1]
Обычно стреловидные манипуляторы, связанные с корпусом бурильной установки посредством двух шарниров, перемещаются в вертикальной и горизонтальной плоскостях с помощью двух разных гидродомкратов. Некоторые из них оснащены механизмами поворота вокруг своих осей. Другие имеют телескопическую раздвижность стрелы, позволяющую компенсировать отход бурильной машины от забоя при повороте манипулятора в вертикальной или горизонтальной плоскостях. Третьи для поворота бурильной машины оснащены специальными механизмами с гидро- и электроприводами, смонтированными на конце стрелы манипулятора.

Манипуляторы шведской фирмы "Атлас Копно" перемещаются во взаимно перпендикулярных плоскостях с помощью двух симметрично расположенных гидродомкратов, а для поворотов бурильных машин снабжены специальными механизмами со своими приводами, смонтированными на переднем конце стрелы.

Достоинством стреловидных манипуляторов бурильных установок является их высокая маневренность и широкий фронт перемещений как в горизонтальной так и в вертикальной плоскостях. К недостаткам манипуляторов первого типа следует отнести громоздкость конструкции кронштейнов и наличие двух шарниров, соединяющих манипулятор с корпусом бурильной установки. Главный недостаток манипуляторов фирмы "Атлас Копно" размещение механизмов поворота и выдвижения бурильной машины на конце стрелы, что вызывает необходимость значительного увеличения поперечных конструктивных размеров стрелы из-за большой консольной нагрузки.

Наиболее близким по некоторым особенностям и по технологии выполнения основной операции возведению постоянной крепи горной выработки является крепеукладчик КРУ-1м, известный по [2] Крепеукладчик КПУ-1м предназначен для механизированного возведения металлической арочной крепи в горных выработках, проводимых комбайновым способом. Он состоит из двух телескопически раздвижных стрел, которые шарнирно закреплены на поворотных кронштейнах, гидравлических захватов, шарнирно смонтированных на концах стрел, и гидродомкратов для подъема стрел. Стрелы крепеукладчика смонтированы на задних стойках передвижной гидрофицированной крепи КМК-3м при помощи поворотных кронштейнов.

Рассматриваемый крепеукладчик при помощи гидродомкратов подъема, поворота и изменения вылета стрелы сводим гидрозахватом снимает пакет крепи со специальной платформой и затем осуществляет установку арочной крепи.

К недостаткам крепеукладчика КПУ-1м следует отнести следующее: возможность возведения арочной крепи, доставляемой только пакетами; развороты в горизонтальной плоскости пакетов крепи совместно с гидрозахватом осуществляется вручную, отсутствие механизма поворота гидрозахвата для плоско-параллельного его перемещения при подъеме и опускании стрел; узкая область применения возведение арочной металлической крепи.

На основании вышеизложенного имеется необходимость в разработке компоновочной схемы крепеустановщика, позволяющего механизировать как основную операцию по креплению, так и вспомогательные работы при проведении горной выработки.

Целью изобретения является разработка компоновочной схемы крепеустановщика, обладающего высокой маневренностью и большой шириной фронта работ в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также способного выполнять погрузочно-разгрузочные работы при проведении горных выработок.

Согласно изобретению поставленные цели достигаются тем, что крепеустановщик стреловидного типа, включающий кронштейн, в расточках которого задним концом размещен основной корпус стрелы, а внутри него располагается телескопически выдвижная часть и гидродомкрат раздвижки, сменную удлиняющую проставку, гидравлический захват, гидродомкрат подъема и поворота крепеустановщика в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также механизм поворота стрелы относительно продольной оси, кронштейн крепеустановщика закреплен на монтажной плите посредством карданного шнура /сочленения/, а дуговые перемещения крепеустановщика в вертикальной и горизонтальной плоскостях осуществляются с помощью двух гидродомкратов. Гидродомкраты качания крепеустановщика симметрично расположены с двух сторон кронштейна и присоединены к монтажной плите карданными шарнирами, а к кронштейну обычными /одинарными/ шарнирами.

Гидрозахват, шарнирно закрепленный на переднем конце сменной удлиняющей проставки, снабжен гидродомкратом поворота, который шарнирно соединен одним концом с проставкой, а другим со станком гидрозахвата. Гидродомкрат служит для обеспечения параллельности перемещения гидрозахвата в пространстве при подъеме и опускании стрелы крепеустановщика.

Гидрозахват имеет возможность поворота вокруг своей продольной оси при помощи механизма поворота, выполненного в виде гидравлических домкратов с реечной передачей и зубчатого венца. Гидродомкраты с реечной передачей смонтированы на стакане, внутри которого размещен гидродомкрат захвата, а зубчатый венец закреплен на цилиндре гидродомкрата захвата.

Компоновочная схема крепеустановщика стреловидного типа позволяет достигнуть компактности конструкции, высокой маневренности, большой ширины фронта при выполнении операций по креплению и погрузочно-разгрузочных работ. Крепеустановщик, смонтированный на монтажной плите, может быть размещен на различном проходческом оборудовании, или в виде самостоятельного самоходного механизма, что расширяет возможности как базовых машин так и крепеустановщика.

Существенными отличиями являются:
1. Крепеустановщик стреловидного типа, состоящий из кронштейна, основного корпуса стрелы, размещенного в расточках кронштейна задней частью с возможностью поворота вокруг продольной оси на угол ±180^o с помощью механизма поворота, выдвижной части стрелы, гидродомкрата раздвижки, сменной удлиняющей проставки, гидравлического захвата и гидродомкратов подъема и поворота стрелы крепеустановщика скомпонован так, что кронштейн крепеустановщика закреплен на монтажной плите при помощи карданного шарнира. Такое соединение позволяет осуществлять повороты крепеустановщика в двух взаимно перпендикулярных плоскостях практически вокруг одной точки. Дуговые перемещения крепеустановщика в вертикальной и горизонтальной плоскостях осуществляются с помощью двух гидродомкратов, которые симметрично расположены с двух сторон кронштейна. Гидродомкрат поворота присоединены к монтажной плите карданными шарнирами, а к кронштейну обычными шарнирами.

2. Гидрозахват крепеустановщика, шарнирно закрепленный на переднем конце сменной удлиняющей проставки, дополнительно связан с ней поворотным гидродомкратом. Последний обеспечивает параллельность перемещения гидрозахвата при подъеме и опускании стрелы крепеустановщика с различными видами крепи, с отдельными ее элементами или грузами.

3. Гидрозахват крепеустановщика снабжен механизмом ограниченного поворота относительно его продольной оси. Механизм поворота выполнен в виде гидравлических домкратов с реечной передачей и зубчатого венца. Гидродомкраты смонтированы на стакане, внутри которого размещен гидродомкрат захвата, а зубчатый венец закреплен на цилиндре гидрозахвата стрелы крепеустановщика обеспечивают возможность захвата и поднятия различных грузов, пакетов крепи или отдельных ее элементов с платформы или почвы выработки, их разворотов в транспортное положение с последующим перемещением и установкой в необходимых местах.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен общий вид стреловидного крепеустановщика 1 в двух проекциях: а вид сбоку; б вид сверху. Крепеустановщик 1 /фиг. 1а/ состоит из кронштейна 2, основного корпуса 3 стрелы, размещенного в расточках кронштейна 2; телескопический выдвижной части 4 стрелы, сменной удлиняющей проставки 5, на переднем конце которой шарнирно закреплен гидравлический захват 6. Кронштейн 2 крепеустановщика 1 закреплен на монтажной плите 7 посредством карданного шарнира 8. Для подъема и опускания крепеустановщика 1 используются два гидродомкрата 9 /положения I III/, которые своими штоками присоединены к монтажной плите 74 карданными шарнирами 10, а цилиндрами к кронштейну 2 обычными шарнирами. Гидрозахват 6 размещен внутри стакана 11, который соединен гидродомкратом 12 с удлиняющей проставкой 5. На обойме 13 стакана 11 смонтирован гидродомкратный механизм ограниченного поворота 14 гидрозахвата 6 относительно его продольной оси. Поворот основного корпуса 3 стрелы /выполненного в виде трубы или в виде коробчатой формы/, а следовательно и телескопически выдвижной части 4, удлиняющей проставки 5 и гидрозахвата 6 относительно продольной оси крепеустановщика 1 осуществляется поворотным механизмом 15. Повороты крепеустановщика 1 в горизонтальной плоскости /фиг. 1б, положения IV, V/ осуществляются гидродомкратами 9, работающими в противоположных направлениях.

На фиг. 2 представлена кинематическая схема крепеустановщика 1. В расточках кронштейна 2 размещен задней частью основной корпус 3 стрелы. Поворот основного корпуса 3 стрелы совместно с телескопически выдвижной частью 4, сменной удлиняющей проставкой 5 и гидрозахватом 6 относительно продольной оси осуществляется с помощью поворотного механизма 16. Для выдвижения телескопической части 4 служит гидродомкрат 16, который шарнирно связан с основным корпусом 2 стрелы и выдвижной частью 4. Поворотный механизм 15 состоит из гидродомкратов 17 с реечной передачей 18, цилиндрической шестерни 19 и конической шестеренчатой пары 20 и 21. Шестерня 21 жестко закреплены на основном корпусе 3 стрелы. Гидрозахват 6, размещенный внутри стакана 11 снабжен механизмом поворота 14, который состоит из двух гидродомкратов 22 и зубчатого венца 23, закрепленного на цилиндре домкрата 24 гидрозахвата 6.

На фиг. 3 представлены некоторые возможные схемы размещения стреловидного крепеустановщика 1. На фиг. 3а представлена схема размещения крепеустановщика 1 на передвижной тележке 25, перемещающейся по подвесному монорельсу 26. На фиг. 3б представлена схема размещения крепеустановщика 1, смонтированного на погрузочной машине 27 /проходческом комбайне/ с возможностью продольного перемещения при помощи передвижной тележки 28 по направляющей балке 29, жестко закрепленной на корпусе погрузочной машины 27. При этом, для расширения области применения /возведение крепи, погрузочно-разгрузочные работы и пр. /крепеустановщик 1 может быть смонтирован на поворотной платформе 30, размещенной на передвижной тележке 28. На фиг. 3в представлена компоновочная схема крепеустановщика 1, смонтированного на отдельной самоходной тележке 31 с гусеничным механизмом передвижения. Гусеничная самоходная тележка 31 оборудована своей насосной установкой 32 для питания крепеустановщика и механизма передвижения. На фиг. 3г представлена схема размещения крепеустановщика 1 на самоходной колесно-рельсовой тележке 33 со своей маслостанцией 34. С помощью возможности снятия пакетов крепи или ее элементов, а также выполнения различных погрузочно-разгрузочных средств, подаваемых по тому же рельсовому пути, крепеустановщик 1 смонтирован на поворотной платформе 35.

Крепеустановщик может быть смонтирован на верхняках, стойках или основаниях передвижной механизированной крепи с целью возведения постоянной крепи.

Принцип работы крепеустановщика стреловидного типа соедующий.

После доставки в проходческий забой транспортного оборудования с пакетами или элементами крепи крепеустановщик 1 с помощью двух гидродомкратов 9, совершая перемещения стрелы в вертикальной и горизонтальной плоскостях, подводит гидрозахват 6 под верхняк пакета крепи и последний осуществляет его захват. Затем следует снятие пакета крепи с платформы, его подъем и разворот в транспортное положение. Разворот осуществляется поворотным механизмом 14 гидрозахвата 6. Крепеустановщик 1, в зависимости от компоновочной схемы размещения, осуществляет перемещение пакета крепи к месту установки. После развода стоек, крепеустановщик 1 поднимает его своей стрелой и выдвигая телескопическую часть 4, поджимает к кровле выработки, при этом, гидрозахват 6 своей продольной осью постоянно находятся в вертикальном положении, используя для этой цели гидродомкрат 12. После установки рамы гидрозахват 6 открепляется от верхняка и крепеустановщик 1 переводится в горизонтальное положение.

В этом случае, когда доставка в забой крепи осуществляется по элементно, т. е. на собранной в пакеты, или крепь в пакетах, а также по элементно складирована у стенок проводимой выработки, крепеустановщик 1 осуществляет захват ее, используя для этого механизм поворота 15 стрелы относительно продольной оси. Угол поворота стрелы может достигать ±180^o. В этом случае гидрозахват 6 может занимать различное положение относительно продольной оси крепеустановщика 1 для удобства захвата элементов или пакета крепи, используя для этого гидродомкрат 12 и механизм поворота 14.

При возведении крепи отдельными элементами, крепеустановщик 1 своим гидрозахватом 6 вначале устанавливает стойки крепи в вертикальное положение у стенок выработки, используя при этом гидродомкраты подъема и поворота 15 стрелы, гидродомкрат 12 и механизм поворота 14 гидрозахвата 6. После чего, перемещает к месту установки рамы верхняк крепи, поджимают к кровле и удерживают его до закрепления с ранее установленными стойками.

Перечень представленных фигур:
Фиг. 1 Общая компоновочная схема стреловидного крепеустановщика в двух проекциях: а- вид сбоку, б вид сверху.

Фиг. 2 Кинематическая схема стреловидного крепеустановщика.

Фиг. 3 Возможные компоновочные схемы размещения стреловидного крепеустановщика.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для возведения постоянной крепи при проведении горных выработок, а также для погрузочно-разгрузочных работ. Крепеустановщик стреловидного типа состоит из кронштейна, основного корпуса стрелы, который задним концом размещен в расточках крепеустановщика, телескопически выдвижной части стрелы, гидродомкрата раздвижности, сменной удлиняющей проставки, на конце которой шарнирно закреплен гидрозахват, гидродомкратов подъема и поворота, стрелы крепеустановщика, а также механизма поворота стрелы относительно продольной оси. Кронштейн присоединен к монтажной плите посредством карданного шарнира, что позволяет осуществлять его поворот в горизонтальной и вертикальной плоскостях с помощью двух гидродомкратов, симметрично расположенных с двух сторон кронштейна, гидродомкраты к монтажной плите присоединены карданными шарнирами, а к кронштейну обычными одинарными шарнирами, основной корпус, размещенный в расточках кронштейна имеет возможность поворота относительно продольной оси с помощью крепеустановщика механизма поворота 1 снабжен гидродомкратом для изменения его положения относительно продольной оси гидрозахвата крепеустановщика, а также механизмам ограниченного поворота относительно своей продольной оси, что создает возможность установки рамы крепи последовательно из отдельных элементов, а также осуществлять погрузочно-разгрузочные работы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Крепеустановщик стреловидного типа, включающий кронштейн, в расточках которого задним концом размещен основной корпус, внутри последнего располагается телескопически выдвижная часть стрелы и гидродомкрат телескопической раздвижки, сменную удлиняющую проставку, гидравлический захват, гидродомкраты подъема и поворота крепеустановщика в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также механизм поворота стрелы относительно продольной оси, отличающийся тем, что кронштейн крепеустановщика закреплен на монтажной плите посредством карданного шарнира, а дуговые повороты крепеустановщика в вертикальной и горизонтальной плоскостях осуществляются при помощи двух гидродомкратов, симметрично расположенных с двух сторон кронштейна и присоединенных к монтажной плите карданными шарнирами. 2. Крепеустановщик по п. 1, отличающийся тем, что шарнирно закрепленный на переднем конце сменной удлиняющей проставки гидравлический захват снабжен гидродомкратом поворота, обеспечивающим параллельность его перемещения при подъеме и опускании стрелы крепеустановщика. 3. Крепеустановщик по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что гидравлический захват, размещенный в стакане, имеет механизм ограниченного поворота относительно своей продольной оси, выполненный в виде гидравлических домкратов с реечной передачей и зубчатого венца, закрепленного на цилиндре гидродомкрата захвата.