ЩИТОВОЕ РАЗДВИЖНОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ Российский патент 1999 года по МПК E21D19/02 

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности, к крепям для отработки мощных крутых пластов полезных ископаемых по щитовой системе разработки.

Известен раздвижной шатровый щит для разработки крутых пластов переменной мощности, состоящий из двух бессекционных щитов, поставленных под углом один к другому и связанных металлическими шарнирами. Недостатком этой конструкции является большая трудность осуществления управляемой раздвижки щита за счет технологических операций и давления обрушенных пород при наличии гибких канатных связей крыльев щитового перекрытия [1].

В качестве прототипа принят раздвижной щит, состоящий из двух рядов балок, верхнего и нижнего, установленных параллельно друг другу. Нижний ряд балок является выдвижным. Перемещение одного ряда балок относительно другого осуществляется домкратами, цилиндры которых жестко связаны с верхним рядом балок, а штоки - с нижним [2].

Недостатками прототипа являются:
- громоздкость и большая инерционность щита, приводящая к риску прорыва обрушенных пород под перекрытие;
- сложность управления раздвижкой щита из-за отсутствия штатного места для размещения обслуживающего персонала.

Перечисленные недостатки резко снижают эффективность применения раздвижного щита при отработке мощного крутого угольного пласта по щитовой системе разработки.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности использования раздвижного щитового перекрытия при разработке мощного крутого пласта за счет облегчения его конструкции и автоматического регулирования ширины перекрытия в соответствии с меняющейся мощностью отрабатываемого пласта.

Поставленная цель достигается тем, что перекрытие набирается из однотипных секций, каждая секция содержит верхний и нижний, выдвижной, ряды балок, установленных параллельно друг другу, гидравлический домкрат и устройство автоматического регулирования длины секции. Секции связаны между собой в виде гирлянды гибкими связями в два ряда, наложенными по противоположным краям верхнего ряда балок. При этом длина каждой гибкой связи не более высоты секции, а нижний край выдвижного ряда балок выполнен скошенным.

Предлагаемая конструкция щитового перекрытия поясняется схемами. На фиг. 1 показано раздвижное щитовое перекрытие (вид в плане); на фиг. 2 - секция щитового перекрытия (фронтальная проекция); на фиг. 3 - то же (вид в плане); на фиг. 4. - разрез по А-А на фиг. 2; на фиг. 5 - секция перекрытия со снятой крышкой (вид в плане); на фиг. 6 - схема плавного опускания перекрытия.

Щитовое раздвижное перекрытие 1 состоит из однотипных линейных секций 2, установленных вплотную друг у другу боковыми сторонами последовательно и связанных между собой двумя рядами гибких связей 3, выполненных в виде отрезков троса или круглозвенной цепи. Каждая секция 2, в свою очередь, содержит два ряда балок, верхний 4 и нижний 5, установленных параллельно друг другу с возможностью телескопического перемещения одного ряда относительно другого. Верхний ряд балок жестко связан между собой (например, при помощи сварки) диагонально ориентированными ребрами жесткости 6 и крышкой 7, выполненной в виде стального листа. К боковинам верхнего ряда балок по его диагонально противоположным краям и впотай приварены проушины 8 для крепления гибких связей 3. Между балками верхнего ряда по продольной оси секции перекрытия установлен центрирующий выступ 9, служащий, с одной стороны, для центрирования пружины 10 (устройства автоматического регулирования длины секции перекрытия), с другой - для упора штока гидродомкрата 11, цилиндр которого жестко связан с нижним рядом балок 5. Нижний ряд 5 может быть выполнен из двух отрезков швеллеров, связанных между собой сверху и снизу стальными листами при помощи сварки. Между балками нижнего ряда по оси секции жестко закреплена труба 12, в толстостенной части которой располагается гидродомкрат 11, а в тонкостенной - пружина 10. При этом шток гидродомкрата находится на одной оси с выступом 9, но не связан с ним. Перекрытие монтируют в горизонтальном слое мощного крутого угольного пласта на опорных целиках, ориентируя секции вкрест простирания пласта выдвижной частью в сторону почвы пласта. При этом подбирают такое количество секций перекрытия, чтобы полностью перекрыть рабочее пространство очистного забоя. Боковые поверхности секций последовательно связывают гибкими связями 3. Поверх перекрытия укладывают эластичное покрытие 13, предохраняющее рабочее пространство от мелкой просыпи. Пространство над перекрытием заполняют сыпучим закладочным материалом или обрушенными породами.

Работа перекрытия осуществляется следующим образом. За счет распорного усилия, развиваемого пружиной 10, секция перекрытия имеет длину, соответствующую ширине горизонтального слоя отрабатываемого пласта. При подрубке опорного целика у почвы под действием веса пород нижний ряд балок данной секции, преодолевая сопротивление пружины, приходит в движение, тем самым сокращая длину секции. В результате - секция начинает опускаться в выработанное пространство, скользя выдвижным краем по почве пласта на величину, равную длине гибкой связи, наложенной на секцию перекрытия со стороны выдвижной части. При подрубке опорного целика у почвы пласта под второй секцией перекрытия та, в свою очередь, также опустится выдвижным краем на величину, равную длине гибкой связи, но тогда первая секция тоже опустится на такую же величину относительно второй секции, и так до тех пор, пока первая секция своим выдвижным краем не ляжет на опорный целик, оставленный для этого в следующем слое. При этом под действием пружины 10 выдвижной край секции всегда будет касаться почвы пласта, как бы автоматически отслеживая ее изменения. При последующей подрубке опорного целика у кровли пласта каждая секция будет опускаться в выработанное пространство на глубину несколько меньшую, чем длина гибкой связи. При этом под действием пружины каждая секция будет увеличиваться в длину, отслеживая тем самым изменения кровли пласта.

Во избежание падения края секция на исполнительный орган выемочной машины, подрубающий опорный целик, каждая секция может быть зафиксирована в исходном положении путем подачи рабочей жидкости в поршневую полость гидродомкрата 11. При этом шток гидродомкрата упрется в центрирующий выступ 9. После прохода исполнительного органа распор гидродомкрата снимается и далее секция опускается автоматически под действием веса обрушенных пород над ней.

Исполнение раздвижного перекрытия секционным значительно облегчает конструкцию, за счет применения гибких связей оно стало более маневренным, за счет использования автоматических регуляторов длины резко уменьшена вероятность прорыва пород в очистное пространство, а за счет использования эластичного покрытия исключено попадание в рабочее пространство и мелкой просыпи. Кроме того, исключена необходимость присутствия людей в рабочей зоне при опускании перекрытия. Все это, по нашему мнению, должно способствовать повышению эффективности разработки мощных крутых угольных пластов.

Источники информации:
1. Технология щитовой разработки угольных месторождений/ Курленя М.В., Зворыгин Л. В. , Лебедев А.В. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988, с. 128; рис. 4.15,е - аналог.

2. Там же, с. 190, рис. 5.28. - прототип.

Изобретение относится к горному делу и может использоваться при отработке мощных крутых пластов по щитовой системе. Щитовое раздвижное перекрытие содержит два ряда балок - верхний и нижний выдвижной, установленных параллельно друг другу, и гидродомкраты для телескопического перемещения нижнего ряда относительно верхнего. Оно набирается из однотипных секций, установленных последовательно вплотную друг к другу боковыми сторонами, и накрывается эластичным перекрытием. Каждая секция имеет автоматическое регулирование длины. Секции связаны между cобой в виде гирлянды двумя параллельными рядами гибких связей, наложенными по диагонально противоположным краям верхнего ряда балок. Длина гибкой связи не больше высоты секции. Нижний край выдвижного ряда балок скошен. Изобретение обеспечивает облегчение конструкции и автоматическое регулирование в соответствии с меняющейся мощностью. 6 ил.

Щитовое раздвижное перекрытие, содержащее два ряда балок - верхний и нижний выдвижной - установленных параллельно друг другу, и гидродомкраты, обеспечивающие телескопическое перемещение нижнего ряда относительно верхнего, отличающееся тем, что набирается из однотипных секций, установленных последовательно вплотную друг к другу боковыми сторонами, и накрывается эластичным покрытием, каждая секция снабжена элементами автоматического регулирования длины, секции связаны между собой в виде гирлянды двумя параллельными рядами гибких связей, наложенными по диагонально противоположным краям верхнего ряда балок, причем длина гибкой связи не более высоты секции, а нижний край выдвижного ряда балок выполнен скошенным.