СЕКЦИЯ БЕЗРАЗГРУЗОЧНОЙ КРЕПИ Российский патент 1998 года по МПК E21D23/00 

Изобретение относится к горно-добывающей промышленности и может быть использовано при подземной добыче полезных ископаемых.

Известна секция безразгрузочной балонной крепи, содержащая тороидальный баллон, связанный с секцией базовой балки бесконечным цепным тяговым органом и огибющим роликом, установленным на секции базовой балки [1].

Недостатком такой секции является ограниченность ее перемещения из-за наличия кинематической связи с распорными гидростойками. Поскольку несущий пневмоэлемент выполнен в виде двух торроидальных баллонов, расположенных один над другим, то он представляет ненадежную неустойчивую конструкцию. При этом пневмобаллоны при больших объемах и избыточном давлении являются взрывоопасными.

Известна также пневмокрепь, включающая секции из эластичных оболочек с навесными устройствами, при этом козырек выполнен из платформы с катками и тормозным роликом и двухслойной цилиндрической оболочкой, установленной на платформе и связанной с ней посредством гибкого элемента, который охватывает нижнюю оболочку и тормозной ролик платформы [2].

Недостатком такой конструкции пневмокрепи является то, что несущие пневмоэлементы выполнены в виде выворачивающихся торов и предназначены для поддержания постоянного контакта при качении без разгрузки конструкции крепи по кровле и почве пласта, образуя два ряда пневмоэлементов, размещенных один над другим. Это делает конструкцию неустойчивой, а также уязвимой с точки зрения повреждения оболочки пневмоэлементов об острые выступы породы на кровле или на почве забоя.

Наиболее близким к изобретению по своей сущности и достигаемому результату является секция безразгрузочной крепи, включающая эластичный несущий элемент, оболочка которого заполнена рабочим телом, содержащим газ, связанный с нею движитель с рядом жестких роликов, бесконечную приводную ленту и поддерживающее устройство в виде кассеты из роликов, окатывающих по собственной бесконечной ленте [3].

Такая конструкция кровельной крепи является весьма сложной и малонадежной. Спаренные один над другим пневматические элементы образуют неустойчивую конструкцию и не способны оказывать сопротивление горному давлению. Большой объем воздуха в пневмобаллонах под высоким давлением представляет угрозу взрывоопасности при перегрузках давления в любом пневмоцилиндре-ролике. Кроме того, в ней отсутствуют элементы ограждения, а конструкция движителя не позволяет производить корректировку направления движения крепи.

Поставлена задача разработать автономную секцию безразгрузочной крепи, лишенную указанных недостатков, обладающую простотой конструктивного исполнения, повышенной надежностью от внезапных перегрузок и высокой маневренностью при перемещениях в забое.

Эта задача решена за счет того, что в секции безразгрузочной крепи, включающей эластичный несущий элемент, оболочка которого заполнена рабочим телом, содержащим газ, связанный с нею движитель с рядом жестких роликов, бесконечную приводную ленту и поддерживающее устройство в виде кассеты из роликов, окатывающих по собственной бесконечной ленте, эластичный несущий элемент выполнен в виде шара или цилиндра, его оболочка дополнительно к газу заполнена жидкостью, движитель снабжен рамой, на которой установлены ролики, охваченные приводной от двигателя бесконечной лентой, и размещен между кровлей (почвой) и поверхностью эластичной оболочки несущего элемента с опорой на него, на раме шарнирно закреплены ограждения с завальной и забойной сторон, выполненные в виде кассет из роликов, опертых на эластичную оболочку несущего элемента, причем ограждение с забойной стороны снабжено траверсой для базовой балки, а поддерживающее устройство шарнирно закреплено на раме с забойной стороны.

При этом двигатель может быть выполнен в виде двух реверсивных приводных гидродвигателей барабанного типа, закрепленных на раме параллельно роликам, связанным двумя ветвями бесконечной приводной ленты, с возможностью его установки с опорой на верхнюю или нижнюю поверхности эластичной оболочки несущего элемента.

На фиг. 1 изображен общий вид крепи с шаровым несущим элементом; на фиг. 2 - то же, с цилиндрическим несущим элементом; на фиг. 3 - схема разворота секции крепи.

Секция безразгрузочной механизированной крепи состоит из эластичного 1 несущего элемента шаровой или цилиндрической формы, заполненного газом и жидкостью, имеющего механическую эластичную оболочку 2, удерживающую рабочее тело и снабженную дросселирующими и предохранительными устройствами, и движителя. Движитель состоит из двух реверсивных приводных гидродвигателей 3 барабанного типа с двумя ветвями бесконечных приводных лент 4, 5, обкатывающихся по жестким роликам 6. Ролики подвижно закреплены на раме 7 параллельно барабанным гидродвигателям 3. На раме 7 движителя шарнирно закреплены ограждения 8 с завальной и 9 с забойной стороны, которые выполнены в виде кассет жестких подвижных роликов 10, опирающихся на эластичную оболочку несущего элемента. На раме 7 движителя с забойной стороны при помощи траверс 11 шарнирно закреплено поддерживающее устройство 12, выполненное также в виде кассеты жестких подвижных роликов 13 и двухручьевой бесконечной резинотканевой ленты 14. С нижней стороны ограждения 9 закреплена соединительная траверса 15 для перемещения базовой балки струга или конвейера на забой. Механическая эластичная оболочка 2 несущего элемента 1 выполнена из набора шести- и пятигранных сегментов 16 и 17.

Несущий эластичный элемент 1 цилиндрической формы выполнен из автомобильных шин, например марки 2550х950 - 990/37,7 - 39, большой грузоподъемности. В секции крепи установлены два колеса, соединенные между собой осью 18. От вращения ось зафиксирована траверсой пинального типа 19. На оси 18 размещен гидромотор-барабан 20 для вращения колес.

Секция безразгрузочной крепи работает следующим образом.

В шахту на рабочее место доставляют эластичный несущий элемент 1 и движитель в сборе. Размещают движитель над эластичным несущим элементом и подают в его оболочку азот под избыточным давлением 0,1 - 0,2 МПа. Затем повышают давление в оболочке путем закачивания воды (эмульсии) под избыточным давлением 0,5 - 1,0 МПа. На движитель навешивают ограждающие элементы 8 и 9 и поддерживающий элемент 12. Секция безразгрузочной крепи готова к работе.

Передвижение секции безразгрузочной крепи происходит за счет окатывания бесконечных лент 4 и 5 движителя по кровле пласта и поверхности эластичной оболочки 1 несущего элемента, перекатывая последний по направлению на забой. Ограждающий элемент 8 под тяжестью обрушившихся пород прижат к поверхности эластичной оболочки 1 несущего элемента опорными роликами 10, которые, перекатываясь, не препятствуют движению секции. Ограждающий элемент 9 с забойной стороны, также перекатываясь роликами 10 по поверхности эластичной оболочки 1 несущего элемента, передает усилие на поддерживающий элемент 12, прижимая его к кровле пласта, и при помощи траверсы 15 передает усилие на перемещаемую базовую балку. Поддерживающий элемент 12 при помощи перекатывающихся роликов 13 и двух ветвей бесконечной ленты 14 осуществляет безразгрузочное поддерживание кровли пласта в призабойном пространстве. Корректировка направления движения секции безразгрузочной крепи осуществляется за счет кратковременного включения реверсивных приводных гидродвигателей 3 в обратном направлении, что заставляет двигаться бесконечные приводные ленты в противоположном движению направлении и тем самым поворачивать несущий элемент секции.

По завершении работ в выемочном поле секции безразгрузочной крепи не демонтируются, а разворачиваются, например, на 90^o в плоскости пласта и, самостоятельно передвигаясь, перемещаются в следующее выемочное поле. Разворот и перемещение секции безразгрузочной крепи может быть осуществлено также с помощью дополнительного движителя, устанавливаемого у основания несущего элемента. При этом секция своей эластичной оболочкой несущего элемента наезжает на движитель, расположенный на почве, освобождается верхний движитель и с помощью нижнего движителя секция перемещается по вновь заданному направлению. В новом очистном забое верхний движитель устанавливается у кровли пласта, ориентируется в нужном направлении и секция с помощью нижнего движителя наезжает на установленный верхний движитель. Затем освобождается нижний движитель и секция безразгрузочной крепи готова к работе в новом забое.

Секция безразгрузочной крепи может быть применена для работы на пластах с любым уклоном падения мощностью 1 - 5 м, при этом передвижение осуществляется по простиранию, падению и восстановлению пласта. Эксплуатация секции осуществляется до полного ее износа без перемонтажных работ. Отсутствие непосредственного контакта эластичной оболочки с кровлей и почвой обеспечивает ее защиту от износа и повреждений.

Применение пневмогидравлического несущего элемента позволяет увеличить надежность предлагаемой секции безразгрузочной крепи, поскольку ликвидируется "жесткость", присущая гидрофицированным стойкам, заполненным жидкостью (эмульсией), которая практически является несжимаемой, а также "податливость" эластичных оболочек, заполненных газом, которая может привести пневмоконструкцию к взрыву при динамической нагрузке от обрушивающейся кровли, поскольку при прорыве оболочки высвобождается значительная энергия сжатого газа. Применение пневмогидравлики позволяет обеспечить секции крепи работу с эффектом демпфера, при котором увеличивается время воздействия от внезапных динамических нагрузок на гидравлическую составляющую, что создает условия для нормального срабатывания предохранительных устройств.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной добыче полезных ископаемых. Секция безразгрузочной крепи включает эластичный несущий элемент, имеющий прочную механическую оболочку, заполненную рабочим телом, содержащим газ, связанный с нею движитель с рядом жестких роликов, бесконечную приводную ленту, а также поддерживающее устройство, установленное с забойной стороны и выполненное в виде кассеты из жестких роликов, окатывающихся по собственной бесконечной ленте. Эластичный несущий элемент выполнен в виде шара или цилиндра, механическая оболочка которого дополнительно к газу заполнена жидкостью. Движитель снабжен рамой, на которой подвижно установлены охваченные приводимой от двигателя бесконечной лентой ролики. Движитель размещается между кровлей (почвой) и опирается роликами (через ленту) на эластичную оболочку несущего элемента. На раме движителя шарнирно закреплены ограждения с завальной и забойной сторон штрека. Ограждения выполнены в виде кассет из роликов, опирающихся на эластичную оболочку несущего элемента. Движитель может быть выполнен в виде двух реверсивных приводных гидродвигателей барабанного типа, закрепленных на раме параллельно роликам, связанных двумя ветвями бесконечной приводной ленты, с возможностью его установки с опорой на верхнюю или на нижнюю поверхности эластичной оболочки несущего элемента. Изобретение позволяет упростить конструкцию, повысить надежность и маневренность крепи. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Секция безразгрузочной крепи, включающая эластичный несущий элемент, оболочка которого заполнена рабочим телом, содержащим газ, связанный с нею движитель с рядом жестких роликов, бесконечную приводную ленту и поддерживающее устройство в виде кассеты из роликов, окатывающихся по собственной бесконечной ленте, отличающаяся тем, что эластичный несущий элемент выполнен в виде шара или цилиндра, его оболочка дополнительно к газу заполнена жидкостью, движитель снабжен рамой, на которой установлены ролики, охваченные приводной от двигателя бесконечной лентой, и размещен между кровлей (почвой) и поверхностью эластичной оболочки несущего элемента с опорой на него, на раме шарнирно закреплены ограждения с завальной и забойной сторон, выполненные в виде кассет из роликов, опертых на эластичную оболочку несущего элемента, причем ограждение с забойной стороны снабжено траверсой для базовой балки, а поддерживающее устройство шарнирно закреплено на раме с забойной стороны. 2. Секция по п.1, отличающаяся тем, что движитель выполнен в виде двух реверсивных приводных гидродвигателей барабанного типа, закрепленных на раме параллельно роликам, связанных двумя ветвями бесконечной приводной ленты, с возможностью его установки с опорой на верхнюю или нижнюю поверхности эластичной оболочки несущего элемента.