СЕКЦИЯ КРЕПИ Российский патент 1999 года по МПК E21D23/04 

Изобретение относится к горной промышленности и, в частности, предназначено для безопасной отработки длинными очистными забоями, оборудованными гидрофицированными механизированными комплексами, калийных и угольных пластов с труднообрушаемой кровлей (опасных по динамическим посадкам кровли).

Известно устройство для снятия пиковых нагрузок в гидростойках шахтных крепей [1] , включающее гидроцилиндр, дно которого имеет упор и выполнено с проточкой, поршень со сферически вогнутой поверхностью, обращенной в сторону дна, а также предохранительный и аварийный клапаны с использованием энергии прямой кумулятивной волны. Однако в данном устройстве за время удара (опускания основной кровли) предохранительно - аварийный клапан не всегда успевает срабатывать, что также приводит к пиковому повышению давления эмульсии в гидростойках и их последующему разрушению. К тому же конструкция устройства сложна для исполнения.

Известна также секция крепи [2] , содержащая перекрытие, основание и гидростойки с предохранительно - аварийными клапанами, снабженная одной или несколькими дополнительными стойками ограниченной податливости, закрепленными на горизонтально установленном под перекрытием с завальной стороны анкере с возможностью их поворота относительно анкера. Однако такая конструкция эффективна в основном для крепей поддерживающего типа и недостаточно надежна для крепей поддерживающе-оградительного типа.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы гидростоек крепей поддерживающе-оградительного типа путем увеличения периода времени для срабатывания предохранительно - аварийных клапанов и обеспечения дополнительного упора перекрытия крепи при аварийных посадках кровли.

Решение данной задачи достигается за счет того, что секция крепи, содержащая перекрытие, ограждение, основание и гидростойки с предохранительно-аварийными клапанами, снабжена дополнительной стойкой, жесткой по рабочей характеристике. Помимо сохранения гидравлических стоек, дополнительная стойка предохраняет также от поломок шарнирные элементы перекрытия при опрокидывании секции.

Одним концом стойка располагается между ограждением и перекрытием и крепится на горизонтально установленном анкере, с возможностью ее поворота относительно анкера. С обратной стороны стойка подвешивается к креплению козырька и в рабочем положении упирается в став забойного конвейера. При выходе стоек на рабочее сопротивление она занимает наклонное положение по отношению к почве лавы и расклинивается, принимая на себя основную нагрузку по линии результирующей составляющей основного приложения данной нагрузки, тем самым предохраняя гидравлические стойки от разрушения. Длину дополнительной стойки H можно определить по формуле:

где h - мощность вынимаемого пласта, (м)
a - расстояние от края перекрытия до металлического анкера, (м)
В - расстояние от передней стойки крепи до забойного конвейера (до передвижки последнего), (м)
H - длина дополнительной стойки, (м)
Секция крепи поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен вид сбоку на секцию крепи в рабочем положении, на фиг.2 изображен вид сбоку на секцию крепи после передвижки забойного конвейера, на фиг. 3 изображен вид спереди на секцию крепи
На фиг. 1, 2, 3 изображены:
1 - забой лавы; 2 - перекрытие секции крепи; 3 - гидравлическая стойка крепи; 4 -дополнительная грузонесущая стойка ограниченной податливости; 5 - выработанное пространство; 6 - почва пласта; 7 - ограждение секции крепи, 8 - непосредственная кровля; 9 - основная кровля пласта; 10 - предохранительно - разгрузочный клапан; 11 - забойный конвейер; 12 - тросик, при помощи которого дополнительная стойка подвешивается к креплению козырька; 13 - металлический анкер; 14 - гидроподжимной козырек; 15 - направляющая балка;
Секция крепи работает следующим образом.

Угол наклона стойки по отношению к почве пласта можно определить по следующей формуле:

где h - мощность вынимаемого пласта, (м)
а - расстояние от края перекрытия до металлического анкера, (м)
В - расстояние от передней стойки крепи до забойного конвейера (до передвижки последнего), (м)
Исходя из формулы (^*) можно определить длину дополнительной стойки

При работе в зоне с труднообрушаемой кровлей к перекрытию секции крепи 2 горизонтально прикрепляется металлический анкер 13, на который насаживаются дополнительные грузонесущие стойки ограниченной податливости 4 с возможностью их свободного поворота вокруг анкера при помощи тросика 12. Анкер 13 устанавливается перед передней стойкой секции крепи и крепится при помощи сварки к перекрытию секции крепи 2.

После передвижения забойного конвейера 11 дополнительная стойка 4 находится в подвешенном положении при помощи тросика 12, что позволяет в дальнейшем без особых трудностей передвигать секцию крепи. По окончании передвижки секции крепи дополнительная стойка 4 упирается в став забойного конвейера 11.

Непосредственная кровля 8 обрушается при каждом шаге передвижки. При аварийном обрушении основной кровли 9 максимальная нагрузка приходится на дополнительную стойку 4, которая за счет ограниченной податливости, достигаемой изгибом анкера и упором стойки в став забойного конвейера 11, предохраняет гидростойку крепи 3 от разрушения. Данные дополнительные стойки представляют собой обычные деревянные или металлические стойки индивидуальной крепи и выбираются из расчета критической нагрузки на секцию крепи, в частности на участок шарнирного соединения перекрытия с ограждением. Даже в случае выхода дополнительных стоек из строя, за время их работы успевают сработать аварийно-предохранительные клапаны 10 гидростоек 3.

Таким образом, предполагаемая секция крепи позволяет повысить надежность работы гидростоек в условиях динамических проявлений горного давления и значительно снизить затраты на ремонт механизированных крепей из-за относительно малой стоимости дополнительных предохранительных стоек.

Литература, принятая во внимание:
1. Б. А. Фролов, Г. И. Грицко и В. И. Кришин Устройство для снятия пиковых нагрузок в гидростойках шахтных крепей / А. с. N 900008 СССР, E 21 D 23/04, D 15/44.

2. Н. М. Проскуряков, Ю. Г. Сиренко, А. А. Антонов и др. Секция крепи / А. С. N 2066768 РФ, 6 E 21 D 23/04, 19/02.

Изобретение относится к горной промышленности и, в частности, предназначено для безопасной отработки длинными очистными забоями, оборудованными гидрофицированными механизированными комплексами, калийных и угольных пластов с труднообрушаемой кровлей (опасных по динамическим посадкам кровли). Секция крепи содержит перекрытие, ограждение, основание и гидростойки с предохранительно-аварийными клапанами, дополнительную стойку, "жесткую" по рабочей характеристике, закрепленную одним концом на горизонтально установленном под перекрытием анкере с возможностью поворота относительно анкера. Анкер установлен перед передней стойкой секции крепи. Второй конец дополнительной стойки подвешен к козырьку крепи с возможностью упора в став забойного конвейера. Благодаря такому выполнению секции крепи повышается надежность работы гидростоек в условиях динамических проявлений горного давления и снижаются затраты на ремонт механизированных крепей. 3 ил.

Секция крепи, содержащая перекрытие, ограждение, основание и гидростойки с предохранительно-аварийными клапанами, снабженная дополнительной стойкой, "жесткой" по рабочей характеристике, закрепленной одним концом на горизонтально установленном под перекрытием анкере с возможностью поворота относительно анкера, отличающаяся тем, что анкер установлен перед передней стойкой секции крепи, а второй конец дополнительной стойки подвешен к козырьку крепи с возможностью упора в став забойного конвейера, при этом длина дополнительной стойки определяется по формуле
, м
где h - мощность вынимаемого пласта, м;
а - расстояние от края перекрытия до металлического анкера, м;
B - расстояние от передней стойки крепи до забойного конвейера (до передвижки последнего), м;
H - длина дополнительной стойки, м.