ВРЕМЕННАЯ ПЕРЕДВИЖНАЯ БЕЗРАЗГРУЗОЧНАЯ КРЕПЬ ДЛЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК Российский патент 1997 года по МПК E21D19/04 E21D23/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для поддержания кровли подготовительных выработок при ведении горнопроходческих работ.

Известна временная крепь для подготовительных выработок, состоящая из отдельных секций, связанных между собой механизмом передвижения, каждая из которых включает перекрытие, основания и гидростойки, расположенные между перекрытиями и основаниями, причем крепь снабжена распорными пружинами, расположенными между гидростойками и перекрытием, а механизм передвижения секций выполнен в виде эластичных баллонов, уложенных по периметру перекрытия в полостях, образованных стенками гофра, выполненного на забойном конце перекрытия секции и ребром, выполненным на внутренней поверхности перекрытия соседней секции со стороны противоположного забою конца, при этом ребро размещено между стенками гофра [1]
Недостатком известной крепи является то, что при передвижении ей необходимо преодолевать силы трения скольжения, так как опоры каждой секции выполнены в виде плоского основания. Кроме того, распорные пружины, хотя и обеспечивают постоянный подпор перекрытия к кровле, но только при незначительном горном давлении. При увеличении горного давления распорные пружины сжимаются до касания витков, что приводит к увеличению давления крепи на почву через ее основании. В итоге отмеченные недостатки в целом увеличивают усилия по передвижению крепи.

Известна временная передвижная безразгрузочная крепь для горных выработок включающая связанные между собой гидродомкратами передвижения и перекрытиями отдельные секции, каждая из которых состоит из верхняка, боковин, скатов и механизма распора с гидростойками, связанными с боковинами и скатами, синхронизатором параллельного перемещения одной секции относительно соседней секции, выполненные в виде четырехзвенных пантографов, и компенсаторы поворота, имеющие упорные балки, гидродомкраты поворота и двуплечие шарниры, причем механизм распора выполнен в виде системы звеньев, шарнирно соединенных с гидростойками и одним из звеньев пантографов, а другие звенья пантографов имеют общие шарниры с гидростойками и упорными балками, при этом упорные балки связаны с боковинами секций гидродомкратам поворота и двуплечими шарнирами [2]
Недостатком данной крепи является то, что она не обеспечивает заданной величины активного подпора перекрытия секций крепи при их передвижении, чем снижается эффективное поддержание обнаженного пространства проводимой выработки при передвижении крепи по неровной почве выработки скатом, выполняющим функцию катковых опор, приходится преодолевать препятствия на почве под значительным углом подъема при накатывании на это препятствие, а для этого требуются значительные усилия, чтобы преодолеть эти неровности.

В основу изобретения поставлена задача повысить эффективность поддержания кровли проводимой выработки за счет создания заданной величины активного подпора секций крепи во время передвижения ее к забою с одновременным уменьшением сопротивления передвижению по почве выработки.

Поставленная задача достигается тем, что во временной передвижной безразгрузочной крепи для горных выработок, включающей связанные между собой гидроцилиндрами передвижения забойную, линейные и концевую секции, каждая из которых содержит перекрытие, состоящее из верхней части и боковых нижних частей, установленных на гидростойках, соединенных с опорами, причем гидроцилиндры передвижения секций крепи шарнирно закреплены на перекрытиях смежных секций, согласно изобретению каждая секция крепи снабжена равноплечими балансирами, закрепленными шарнирно на каждой гидростойке и выполненным в виде рессоры, на концах каждой из которых установлены опоры качения, взаимодействующие с почвой выработки, причем параметры рессоры соответствуют заданной величине активного подпора при приподнятой над почвой выработки во время передвижения секций крепи.

В сравнении с известным уровнем техники заявляемое изобретение позволяет создать заданной величины активный подпор секции крепи во время ее подвигания к забою и одновременно уменьшить сопротивление передвиганию секции крепи по почве выработки, особенно при использовании этой крепи в выработках с неровной почвой.

Известная из уровня техники временная передвижная безразгрузочная крепь для горных выработок [3] в которой каждая секция крепи установлена на двух пневмоскатах, жестко закрепленных на раме, на которой установлены перекрытие и гидростойки.

Поскольку в этой конструкции крепи указанные скаты являются ее несущими элементами, воспринимающими силы горного давления, то при передвижении по неровной почве выработки происходит изменение положения всей конструкции крепи, а это увеличивает усилия по продвиганию крепи к забою.

В заявляемом изобретении указанный недостаток устранен за счет того, что каждая секция крепи, имея опоры, соединенные с гидростойкой, и воспринимающие нагрузку при поддержании кровли выработки, снабжена равноплечими балансирами, закрепленными на каждой гидростойке и выполненными в виде рессоры, на концах каждой из которых установлены опоры качения. Такое конструктивное исполнение опорного узла секции крепи позволяет во время ее передвижения по почве выработки использовать в работе крепи только опоры качения, а опоры, соединенные с гидростойкой вместе с секцией в это время приподняты над почвой выработки. При этом при передвижении секций крепи создается активный подпор ее перекрытий к кровле за счет равноплечего рычага (рессоры), который, в свою очередь, воспринимает вес крепи и усилия от активного подпора кровли и передает их поровну на каждую опору качения. В случае передвижения крепи в выработке с неровной почвой, опоры качения, за счет их установки на концах балансирного равноплечего рычага и, таким образом, увеличения опорной базы каждой отдельно взятой опоры секции крепи, преодолевают препятствия под меньшим углом подъема при накатывании на это препятствие, чем угол подъема при использовании одной опоры качения, как это имеет место в прототипе [2] Из этого следует, что передвижение заявляемой крепи, в случае появления неровностей почвы, может осуществляться с меньшим усилием, что положительно влияет на работу крепи.

Благодаря предложенной компоновке элементов опорного узла секций крепи улучшается условие поддержания кровли проводимой выработки за счет создания заданной величины активного подпора крепи к кровле при одновременном уменьшении усилий по передвижению крепи. Таким образом, в результате реализации заявляемого изобретения достигается технический результат, который явным образом не следует из сведений об уровне техники, и поэтому оно имеет изобретательский уровень.

На фиг. 1 изображена временная крепь в горной выработке, продольный разрез: на фиг. 2 узел 1 фиг. 1 (в увеличенном виде), положение опор при поддержании кровли выработки крепью: на фиг. 3 то же, что на фиг. 2 положение опор при передвижении секции крепи: на фиг. 4 схема преодоления опорами качения препятствия на почве выработки.

Временная передвижная безразгрузочная крепь для горных выработок включает забойную 1, линейные 2, 3 и концевую 4 секции, связанные между собой гидроцилиндрами передвижения 5. Каждая секция крепи состоит из перекрытия, выполненного из верхней части 6 и боковых нижних частей 7, гидростоек 8, соединенных своим корпусом через стакан 9 с боковыми нижними частями 7 и опорами 10.

Гидроцилиндры передвижения 5 расположены рассредоточенно по периметру перекрытий смежных секций и закреплены соответственно на верхних и боковых нижних частях 7 перекрытий этих секций.

Кроме того, каждая секция крепи снабжена равноплечими балансирами 11, закрепленными шарнирно на гидростойках 8. Равноплечие балансиры 11 выполнены в виде рессор, на концах каждой из которых установлены опоры качения 12 с возможностью взаимодействия с почвой выработки 13. Причем параметры рессоры принимают из условия соответствия требуемой величине активного подпора секций крепи во время передвижения ее к забою при приподнятой опоре 10 над почвой выработки 13.

Передвижение временной крепи осуществятся следующим образом. В исходном положении секции крепи придвинуты друг к другу и установлены с предварительным подпором к кровле, опоры 10 находятся в контакте с почвой: штоки гидроцилиндров передвижения 6 выдвинуты на ход, необходимый для корректировки положения секций относительно друг друга и передвижения их на шах крепи.

По мере проведения горной выработки 13, производят посекционное передвижение секций крепи к забою. При этом перед передвижением забойной секции 1 с помощью гидростоек 8 уменьшают предварительный подпор до приподнятия опор 10 секции на высоту, при которой усилие от веса секции и заданного активного подпора, уравновешиваются равноплечими балансирами 11. Затем выдвижением штоков гидроцилиндров передвижения 5 передвигают забойную секцию 1 на опорах качения 12 на шаг к забою и после этого с помощью гидростоек 8 распирают забойную секцию 1 в кровлю с прежним предварительным подпором. Далее аналогичным способом передвигают остальные секции.

В случае, когда на пути передвижения секции крепи в направлении, отмеченном на фиг. 4 стрелкой А, по неровной почве выработки 13 появляется препятствие 14, то опоры качения 12 преодолевают его под углом подъема а, образованным касательной проведенной через точку касания 15 задней опоры качения 12 и наивысшую точку 16 препятствия 14 (фиг. 4). Угол подъема а значительно меньше угла подъема b, образованного касательной к одиночной опоре 17, показанной на фиг. 4 штрихпунктирной линией для сравнения величин упомянутых углов подъема.

В результате усилия по передвижению секции крепи, установленной на двух опорах качения 12, значительно меньше, чем при одиночной опоре.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет обеспечить эффективное поддержание кровли во время подвигания временной крепи к забою независимо от местных изменений высоты выработки, поскольку временная крепь постоянно находится под воздействием равноплечих балансиров (рессор).

Использование: для поддержания кровли подготовительных выработок при ведении горнопроходческих работ. Сущность изобретения: временная передвижная безразгрузочная крепь для горных выработок содержит связанные между собой гидроцилиндрами передвижения забойную, линейные и концевую секции. Каждая из секций имеет перекрытие, состоящее из верхней части и боковых нижних частей, установленных на гидростойках, соединенных с опорами. Гидроцилиндры передвижения шарнирно закреплены на перекрытиях смежных секций. На каждой гидростойке шарнирно закреплены равноплечие балансиры, выполненные в виде рессор, на концах каждой из которых установлены опоры качения, взаимодействующие с почвой выработки. Параметры рессоры соответствуют заданной величине активного подпора при поднятой опоре над почвой выработки во время передвижения секций крепи. 4 ил.

Временная передвижная безразгрузочная крепь для горных выработок, включающая связанные между собой гидроцилиндрами передвижения забойную, линейные и концевую секции, каждая из которых содержит перекрытие, состоящее из верхней части и боковых нижних частей, установленных на гидростойках, соединенных с опорами, причем гидроцилиндры передвижения секций крепи шарнирно закреплены на перекрытиях смежных секций, отличающаяся тем, что каждая секция крепи снабжена равноплечими балансирами, закрепленными шарнирно на каждой гидростойке и выполненными в виде рессор, на концах каждой из которых установлены опоры качения, взаимодействующие с почвой выработки, причем параметры рессоры соответствуют заданной величине активного подпора при поднятой опоре над почвой выработки во время передвижения секций крепи.