СЕКЦИЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ Российский патент 1997 года по МПК E21D23/04 

Изобретение относится к добыче полезных ископаемых подземным способом, а именно к креплению очистных забоев механизированными крепями.

Известна механизированная крепь поддерживающе-оградительного типа, состоящая из двух гидростоек, основания, выполненного в виде продольных балок и поперечных траверс, взаимодействующих с верхней поверхностью клиновидной лыжи конвейера, верхняка с козырьком и наклонного ограждения [1]
Известная механизированная крепь недостаточно приспосабливается к гипсометрии подошвы выработки, склонна к вдавливанию носка основания в слабые породы почвы и потере продольной и поперечной устойчивости.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому результату является секция механизированной крепи, включающая основание, выполненное из двух балок, установленных с возможностью вертикального перемещения, шарнирно связанных между собой в передней части основания с помощью поперечины, с которой посредством поворотной опоры связан гидродомкрат передвижения, другой конец которого связан с направляющей лыжей, гидростойки, установленные на каждой балке, и ограждение, связанное с основанием с помощью передних и задних рычагов [2] принято за прототип.

Известная секция механизированной крепи имеет практически несвязанные между собой в завальной части балки основания, что приводит к деформации и поломкам основания и связанных с ним рычагов и ограждения, разъединению связи домкрата передвижения с направляющей лыжей в завальной части секции крепи, особенно при слабых породах почвы выработки и подштыбовке гидродомкрата передвижения. Деформации оснований секции и высокая их аварийность снижает нагрузку на очистные забои и ограничивает область применения секции механизированной крепи.

Сущность изобретения заключается в том, что балки основания дополнительно связаны стяжкой в зоне размещения передних рычагов, одна сторона стяжки связана с балкой вертикальным шарниром, а другая сторона стяжки связана с противоположной балкой горизонтальным шарниром, причем гидродомкрат передвижения установлен под углом к горизонту и размещен под стяжкой.

Причинно следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом следующая.

Для увеличения прочности и гибкости основания при сохранении возможности относительного перемещения балок друг относительно друга в вертикальной плоскости и в направлении подвигания секции крепи балки основания в зоне размещения передних рычагов дополнительно связаны стяжкой, одна сторона которой связана с одной из балок вертикальным шарниром, а другая сторона стяжки связана с противоположной балкой горизонтальным шарниром. За счет подобного соединения балок основания стяжкой и увеличения прочности и гибкости основания балки перестали разъезжаться в стороны от продольной оси секции, ликвидированы деформации и поломки рычагов. Для уменьшения заштыковки направляющей балки, балок основания и гидродомкрата передвижения и предотвращения его разъединения с направляющей лыжей гидродомкрат передвижения установлен под углом горизонту, причем таким образом, что расположен под стяжкой, связывающей балки основания и таким образом они не мешают друг другу.

Технический результат предложенного решения выражается в повышении прочности и гибкости основания, лучшей приспосабливаемости основания секции крепи к неровностям почвы и искривление фронта очистного забоя и базы крепи, повышения продольной и поперечной устойчивости секции крепи, снижении влияния подштыбовки секции крепи на усилие передвижения, снижении деформаций и поломок балок основания и рычагов секции крепи. Кроме того, уменьшена возможность подштыбовки гидродомкрата передвижения и возможность его самопроизвольного рассоединения с направляющей лыжей при передвижении секции за счет наклонного к горизонту более рационального размещения гидродомкрата. В результате повысилась нагрузка на очистной забой, расширилась область применения на пласты с более слабыми почвами и сложной гипсометрией пласта. Снизилась трудоемкость ремонта и межремонтного обслуживания секции механизированной крепи.

На фиг. 1 изображена секция крепи, общий вид: на фиг. 2 вид А-А на фиг. 1; на фиг. 3 вид секции крепи, расположенной на почве очистного забоя; на фиг. 4 вид Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 вид В на фиг. 3.

Секция механизированной крепи состоит из верхняка 1 с шарнирно связанным козырьком 2, гидропатрона 3, ограждения 4, передних рычагов 5 и задних рычагов 6, гидроцилиндра управления 7, гидростоек 8, гидродомкрата передвижения 9 и основания 10.

Основание 10 выполнено из двух балок 11 и 12, шарнирно связанных между собой впереди гидростоек 8 поперечиной 13 с помощью одинаковых по конструкции шарниров 14. Шарниры 14 выполнены таким образом, что позволяют балкам 11 и 12 основания 10 опережать друг друга в горизонтальной плоскости в направлении передвижки на расстояние l, равное 30-50 мм. Поперечина 13 жестко соединена с поворотной опорой 15, с которой одной стороной связан гидродомкрат передвижения 9. В поперечине 13 жестко размещен цилиндр 16 подъема основания 10. Другая сторона гидродомкрата передвижения 9 шарнирно связана с направляющей лыжей 17. Направляющая лыжа 17, в свою очередь, связана с базовой крепи, например, забойным конвейером (на чертежах не показан). Балки 11 и 12 основания 10 в зоне размещения передних рычагов 5 дополнительно связаны стяжкой 18, одна сторона которой связана с одной из балок, например 11, вертикальным шарниром 19, который выполнен таким образом, что позволяет стяжке поворачиваться на угол α, равный 5-7^o в горизонтальной плоскости. Другая сторона стяжки 18 связана с балкой 12 горизонтальным шарниром 20. Гидродомкрат передвижения 9 установлен между поворотной опорой 15 и направляющей лыжей 17 под углом к горизонту и размещен под стяжкой 18.

Секция механизированной крепи работает следующим образом.

При подаче давления на сокращение гидродомкрата передвижения 9 база крепи совместно с направляющей лыжей 17 перемещается в сторону забоя, а гидродомкрат передвижения передает усилие через поворотную опору 15 и поперечину 13 на основание 10 секции крепи. За счет размещения гидродомкрата передвижения 9 под углом к горизонту при выдвижении базы крепи направляющая лыжа 17 приподнимается над поверхностью почвы выработки и снижает сопротивление штыбовой породы, неизменно присутствующей в очистном забое и препятствующей передвижению направляющей лыжи. При подаче давления на раздвижку гидродомкрата передвижения 9 усилие от него передается через поворотную опору 16 и поперечину 13 на основание 10, благодаря чему секция крепи начинает движение крепи в направлении забоя включают на раздвижку цилиндр 16 подъема основания 10, который, раздвигаясь, взаимодействует с направляющей лыжей 17, приподнимая за счет этого поперечину 13 и связанные с ней балки 11 и 12 основания 10 над поверхностью почвы. При передвижении секции крепи за счет наличия горизонтальных люфтов в шарнирах 14, связывающих поворотную опору 15 с балками 11 и 12 основания 10, балки основания могут не только смещаться относительно друг друга в вертикальной плоскости из-за неровностей почвы, но и опережать одна другую на 30-50 мм, что увеличивает гибкость основания при сохранении прочности и приспосабливаемость секции крепи к неровностям почвы и искривлению фронта очистного забоя и базы крепи. Наличие стяжки 18 обеспечивает дополнительную связь балок 11 и 12 в задней части основания 10, в районе размещения передних рычагов 5, препятствует их сходу или наоборот разъезжанию в стороны от продольной оси секции. При этом в связи с выполненными в соединениях стяжки 18 с балками 11 и 12 основания 10 вертикального 19 и горизонтального 20 шарниров стяжка может поворачиваться в горизонтальной плоскости в пределах угла a5-7^o и не препятствует перемещению балок в вертикальной и горизонтальной плоскостях, что также сохраняет приспосабливаемость секции крепи к неровностям почвы и искривлению фронта очистного забоя и базы крепи. Размещение гидродомкрата передвижения 9 под углом к горизонту при передвижении секции крепи способствует некоторому подъему основания над поверхностью почвы очистного забоя, что снижает влияние подштыбовки или вдавливания основания в почву, а значит и усилие передвижения. По окончании передвижения секции крепи к забою гидродомкрат передвижения 10 запирают, гидроцилиндром управления 7 задают рациональный угол между верхняком 1 и ограждением 4, после чего его запирают и распирают гидростойки 8 и гидропатрон 3 козырька 2.

Использование: для крепления очистных забоев. Сущность изобретения: секция механизированной крепи имеет основание, выполненное из двух балок, установленных с возможностью вертикального перемещения, шарнирно связанных между собой в передней части основания с помощью поперечины. С последней поворотной опорой связан гидродомкрат передвижения, другой конец которого связан с направляющей лыжей. На каждой балке установлены гидростойки. Ограждение связано с основанием с помощью передних и задних рычагов. Балки основания в зоне размещения передних рычагов дополнительно связаны стяжкой, одна сторона которой связана с одной из балок вертикальным шарниром, а другая - с другой балкой горизонтальным шарниром. Гидродомкрат передвижки установлен под углом к горизонту и размещен под стяжкой. 5 ил.

Секция механизированной крепи, включающая основание, выполненное из двух балок, установленных с возможностью вертикального перемещения, шарнирно связанных между собой в передней части основания с помощью поперечины, с которой посредством поворотной опоры связан гидродомкрат передвижения, другой конец которого связан с направляющей лыжей, гидростойки, установленные на каждой балке, и ограждение, связанное с основанием с помощью передних и задних рычагов, отличающаяся тем, что балки основания в зоне размещения передних рычагов дополнительно связаны стяжкой, одна сторона стяжки связана с балкой вертикальным шарниром, а другая сторона стяжки связана с противоположной балкой горизонтальным шарниром, причем гидродомкрат передвижения установлен под углом к горизонту и размещен под стяжкой.