АГРЕГАТНАЯ МЕХАНИЗИРОВАННАЯ КРЕПЬ ДЛЯ НАКЛОННЫХ ПЛАСТОВ ВЫШЕСРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ Российский патент 1998 года по МПК E21D23/12 E21D23/04 

Изобретение относится к горной промышленности. Объектом изобретения является механизированная крепь для наклонных пластов выше средней мощности в системе комплексно-механизированных очистных забоев при подземной разработке пластовых месторождений полезных ископаемых, преимущественно угля.

Известна комплексная механизированная крепь для наклонных пластов выше средней мощности, состоящая из отдельных, не связанных между собой и с общей базой групп по три секции "тройки", размещенных по длине наклонного очистного забоя. Каждые три секции "тройки" соединены между собой балкой, расположенной в поперечном направлении. Средняя в группе секция образует с балкой единый конструктивный узел, относительно которого с помощью гидродомкратов передвигаются обе соседние секции. Нижерасположенная секция для обеспечения ее устойчивости соединена со средней базовой секцией диагонально расположенным гидродомкратом и отрезками цепи. Для корректировки направленного перемещения нижней секции служит гидродомкрат, расположенный в плоскости пласта поперек секций и соединяющий нижнюю секцию с верхней отрезками цепи [1]
Недостатком такой крепи является высокая трудоемкость работ при передвижке секций, связанная с необходимостью корректировки положения секций в плоскости и по падению пласта и расчистки межсекционных зазоров от обрушенных пород в интервале между группами секций "троек". Кроме того, комплектная крепь не поддается автоматизации.

Наиболее близкой из известных к заявленной является агрегатная механизированная крепь для наклонных пластов выше средней мощности, включающая секции, имеющие перекрытие, гидростойки и ограждение, направляющий механизм, гидродомкраты передвижки и устройство ограждения забоя [2]
Однако такая крепь не обеспечивает безопасность за счет того, что конвергенция массива со стороны кровли приводит к разновеликой просадке перекрытий рядом расположенных секций крепи и их возможному ступенчатому положению. Кроме того, основной проход для оператора должен размещаться, согласно требованиям безопасности, в защищенном от забоя межстоечном пространстве секций крепи.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение безопасности и функциональной надежности применения агрегатной механизированной крепи в условиях наклонных пластов выше средней мощности.

Для решения поставленной задачи агрегатная механизированная крепь для наклонных пластов выше средней мощности, включающая секция, имеющие перекрытие, гидростойки, ограждение, направляющий механизм, гидродомкраты передвижки и устройство ограждения забоя, разделена на функциональные группы секций, образованные опорно-корректирующими секциями, между которыми размещены линейные секции, причем перекрытия опорно-корректирующих секций снабжены прицепными устройствами и оснащены взаимными последовательно расположенными по длине очистного забоя гибкими связями с гидродомкратами, при этом прицепные устройства опорно-корректирующих секций размещены на перекрытиях секций в бесстоечном пространстве крепи между гидростойками и устройствами ограждения забоя и выполнены с возможностью поворота гибких связей и гидродомкратов в плоскостях опорной поверхности перекрытий и поперечной плоскости секций. В верхней функциональной группе, примыкающей к вентиляционному штреку, верхняя опорно-корректирующая секция может иметь прицепное устройство, размещенное на основании, а гибкая связь может располагаться диагонально. Кроме этого, прицепное устройство может быть выполнено в виде кронштейна, жестко связанного с опорной поверхностью перекрытия или основания опорно-корректирующих секций в их внутреннем пространстве и снабженного цилиндрической оконечностью с проточкой, на которой с возможностью поворота размещена двуплечевая цапфа, одно плечо которой с помощью шарнира с осью, расположенной перпендикулярно оси проточки, связано с гидродомкратом, а второе плечо выполнено с торцевой расточкой, в которую пропущена гибкая связь в виде круглозвенной цепи и фиксатором для возможности изменения длины гибкой связи и ее закрепления в цапфе.

На фиг. 1 изображена крепь,вид сверху; на фиг. 2 разрез по А-А, повернуто; на фиг. 3 секция крепи, вид сбоку; на фиг. 4 узел I на фиг. 1 (прицепное устройство, общий вид).

Агрегатная механизированная крепь для наклонных пластов выше средней мощности включает секции, имеющие перекрытие 1, гидростойки 2, основание 3, ограждение 4, направляющий механизм 5, гидродомкраты передвижки 6 и устройство ограждения забоя 7.

Секции крепи в очистном забое разделены на функциональные группы L, образованные опорно-корректирующими секциями A, между которыми размещены линейные секции B, причем перекрытия 1 опорно-корректирующих секций A снабжены прицепными устройствами (узлом I) и оснащены взаимными последовательно расположенными по длине очистного забоя гибкими связями 8 с гидродомкратами 9. Прицепные устройства-узлы I опорно-корректирующих секций A размещены на перекрытиях 1 секций в бесстоечном пространстве крепи между гидростойками 2 и устройством ограждения забоя 7 и выполнены с возможностью поворота гибких связей 8 и гидродомкратов 9 в плоскостях опорной поверхностью перекрытий 1 и поперечной оси секции 10 (Д-Д).

В очистном забое с агрегатной механизированной крепью верхняя функциональная группа, примыкающая к вентиляционному штреку, может быть снабжена прицепным устройством, размещенным на основании 11 выше расположенной в группе секции перед гидростойками 2, и оснащена диагональной гибкой связью 12 с гидродомкратом 9, соединенной с основанием 11 и с перекрытием 13 нижерасположенной в группе секции через прицепные устройства.

Прицепное устройство может быть выполнено в виде кронштейна 14, жестко связанного с опорной поверхностью (перекрытия 1 или основания 3) опорно-корректирующих секций в их внутреннем пространстве, снабженного цилиндрической оконечностью 15 с проточкой 16, на которой с возможностью поворота размещена двуплечая цапфа 17, одно плечо которой 18 с помощью шарнира с осью 19, расположенной перпендикулярно оси проточки 16, связано с гидродомкратом 9, а второе плечо выполнено с торцевой расточкой 20, в которую пропущена гибкая связь 8 (или 12) в виде круглозвенной цепи 21 и фиксатором 22 для возможности изменения длины гибкой связи 8 (или 12) и ее закрепления в цапфе 17. Цапфа 17 с возможностью поворота вокруг проточки 16 цилиндрической оконечности 15 кронштейна 14 крепится посредством кольца 23.

Забойный конвейер 24 выполнен с лыжами 25 с возможностью захода под него оснований 3 секций механизированной крепи в процессе их передвижки. Перекрытия 1 секций крепи оснащены также силовыми раздвижными бортами 26.

Агрегатная механизированная крепь для наклонных пластов выше средней мощности работает следующим образом.

В исходном положении конвейер 24 придвинут к забою пласта, а секции механизированной крепи отстоят от конвейера на величину шага передвижки.

По мере выемки ископаемого выемочной машиной, например комбайном, и его перемещения по конвейеру 24, например, от нижней части лавы к верхней, последовательно разгружаются секции механизированной крепи от горного давления и перемещаются к забою, закрепляя свежеобнаженную кровлю.

Силовое перемещение секций механизированной крепи осуществляется гидродомкратами 6, охватывающими каждую секцию, а направленное перемещение секций осуществляется посредством лыж 25 и силовых ограждений 4. Удержание конвейера 24 от сползания по падению пласта с углом α_пад осуществляется основаниями 3 секций крепи через лыжи 25 конвейера 24.

При разгрузке и передвижке в функциональной группе L опорно-корректирующей секции крепи A, расположенной со стороны падения пласта (фиг.2), она удерживается и корректируется посредством гибкой связи 8 и гидродомкрата 9 с усилием P относительно распертой опорно-корректирующей секции A, расположенной в функциональной группе со стороны восстания пласта. После завершения процесса передвижки она распирается между кровлей и почвой пласта, а гибкая связь 8 с гидродомкратом 9 частично ослабляется. Линейные секции B перемещаются в пространстве между опорно-корректирующими секциями A внутри функциональной группы и при необходимости корректируются посредством раздвижных бортов 25 перекрытий 1 с опорной на ниже расположенную опорно-корректирующую или линейную секцию.

Оснащение опорно-корректирующих секций взаимным последовательно расположенными по длине очистного забоя гибкими связями 8 с гидродомкратами 9 обеспечивает возможность корректировки опорно-корректирующей секции, расположенной в одной функциональной группе со стороны восстания пласта, посредством опорно-корректирующей секции, расположенной в другой последовательно расположенной функциональной группе со стороны восстания пласта, что придает устройству абсолютную надежность. Из фиг. 2 следует, что предложенное устройство агрегатной механизированной крепи исключает возможность отказа функционирования системы крепи даже при разгрузке любой секции в группе случаев, например образования купола над крепью (фиг. 2, средняя часть) и др.

Размещение прицепных устройств (узлов I) на перекрытиях 1 в бесстоечном пространстве крепи между гидростойками 2 и устройством ограждения забоя 7 (фиг. 3) обеспечивает безопасность размещения оператора в защищенном от забоя и от гибких силовых связей пространства между гидростойками 2 и ограждением 4.

Выполнение механизированной крепи таким образом, что в очистном забое верхняя функциональная группа, примыкающая к вентиляционному штреку и образованная опорно-корректирующими секциями, в которых основание вышерасположенной в группе секции 11 имеет прицепное устройство (узел I), размещенное перед гидростойками 2 и оснащено диагональной гибкой связью 12 с гидродомкратом 9 с перекрытием нижерасположенной в группе секции 13, обеспечивает надежность и безопасность функционирования механизированной крепи также в случае потери распора с кровлей самой верхней в группе опорно-корректирующей секции, например при наличии купола и пустот в кровле над крепью (фиг. 2, верхняя часть).

Выполнение прицепных устройств с возможностью поворота гибких связей 8 и 12 и гидродомкратов 9 в плоскостях опорных поверхностей перекрытий 1 и оснований 3 и поперечной плоскости секций Д-Д также способствует повышению безопасности и функциональной надежности устройства агрегатной механизированной крепи для наклонных пластов выше средней мощности.

Выполнение прицепных устройств (узлов I) с возможностью оперативного изменения длины гибких связей 8 и 12 и их фиксации расширяет функциональные возможности крепи.

Использование: при подземной разработке пластовых месторождений полезных ископаемых, преимущественно угля. Сущность изобретения: агрегатная механизированная крепь для наклонных пластов выше средней мощности содержит секции, имеющие перекрытие, гидростойки, ограждение, направляющий механизм, гидродомкраты передвижки и устройство ограждения забоя. Секции крепи в очистном забое разделены на функциональные группы, образованные опорно-корректирующими секциями, между которыми размещены линейные секции. Перекрытия опорно-корректирующих секций снабжены прицепными устройствами и оснащены взаимными последовательно расположенными по длине очистного забоя гибкими связями с гидродомкратами. Прицепные устройства опорно-корректирующих секций размещены на перекрытиях секций в бесстоечном пространстве крепи между гидростойками и устройствами ограждения забоя и выполнены с возможностью поворота гибких связей и гидродомкратов в плоскостях опорной поверхности перекрытий и поперечной плоскостью секций. В верхней функциональной группе, примыкающей к вентиляционному штреку, верхняя опорно-корректирующая секция снабжена прицепным устройством, размещенным на основании, а гибкая связь в этом случае может быть диагональной. Прицепное устройство может быть выполнено в виде кронштейна, жестко связанного с опорной поверхностью перекрытия или основания опорно-корректирующих секций в их внутреннем пространстве и снабженного цилиндрической оконечностью с проточкой, на которой с возможностью поворота размещена двуплечая цапфа, одно плечо которой с помощью шарнира с осью, расположенной перпендикулярно оси проточки, связано с гидродомкратом, а второе плечо выполнено с торцевой расточкой, в которую пропущена гибкая связь в виде круглозвенной цепи и фиксатором для возможности изменения длины гибкой связи и ее закрепления в цапфе. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Агрегатная механизированная крепь для наклонных пластов вышесредней мощности, включающая секции, имеющие перекрытие, гидростойки, ограждение, направляющий механизм, гидродомкраты передвижки и устройство ограждения забоя, отличающаяся тем, что секции крепи в очистном забое разделены на функциональные группы, образованные опорно-корректирующими секциями, между которыми размещены линейные секции, причем перекрытия опорно-корректирующих секций снабжены прицепными устройствами и оснащены взаимными последовательно расположенными по длине очистного забоя гибкими связями с гидродомкратами, при этом прицепные устройства опорно-корректирующих секций размещены на перекрытиях секций в бесстоечном пространстве крепи между гидростойками и устройствами ограждения забоя и выполнены с возможностью поворота гибких связей и гидродомкратов в плоскостях опорной поверхности перекрытий и поперечной плоскости секций. 2. Крепь по п.1, отличающаяся тем, что в верхней функциональной группе, примыкающей к вентиляционному штреку, верхняя опорно-корректирующая секция снабжена прицепным устройством, размещенным на основании, а гибкая связь выполнена диагональной. 3. Крепь по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что прицепное устройство выполнено в виде кронштейна, жестко связанного с опорной поверхностью перекрытия или основания опорно-корректирующих секций в их внутреннем пространстве и снабженного цилиндрической оконечностью с проточкой, на которой с возможностью поворота размещена двуплечевая цапфа, одно плечо которой с помощью шарнира с осью, расположенной перпендикулярно оси проточки, связано с гидродомкратом, а второе плечо выполнено с торцевой расточкой, в которую пропущена гибкая связь в виде круглозвенной цепи и фиксатором для возможности изменения длины гибкой связи и ее закрепления в цапфе.