ТОРОИДАЛЬНАЯ КРЕПЬ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ Российский патент 2000 года по МПК E21D23/08 E21D23/14 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной добыче угля.

Известна крепь, состоящая из поддомкраченных безразгрузочных баллонов, собранных в один ряд и прикрепленных к направляющей струга [1]. Недостатками крепи являются отсутствие регулирования реакции крепи и сложность конструкции.

Известна тороидальная пневмобаллонная крепь, содержащая три баллона, из которых средний баллон является движителем, а два боковых - распорными [2-5] . Недостатками крепи являются ненадежность передвижки и неприспособленность крепи к выемке пластов средней мощности.

Известен безразгрузочный пневмобаллонный угольный агрегат, содержащий тороидальную крепь, средний баллон-движитель, рейки и приводные ролики [6]. Недостатками крепи являются отсутствие регулирования реакции крепи и неприспособленность к выемке пластов средней мощности с плавным опусканием пород.

Наиболее близким техническим решением тороидальной крепи очистного забоя является крепь, входящая в выемочный агрегат и содержащая замкнутый гибкий рукав в качестве регулятора реакции и передвижчика крепи [7]. Недостатком крепи является отсутствие учета перераспределения горного давления в кровле, необходимого для плавного опускания пород при выемке пластов средней мощности.

Задачей изобретения является создание конструкции тороидальной крепи для плавного безразгрузочного опускания кровли на пластах средней мощности.

Сущность изобретения заключается в том, что в торроидальной крепи очистного забоя, содержащей секционный корпус, регулируемые торы, передвижчик торов в виде замкнутого гибкого рукава с выступами на наружной поверхности и направляющие ролики замкнутого гибкого рукава, дополнительно выполнен ряд нерегулируемых торов каждый со своей гибкой тягой-передвижчиком с выступами на наружной поверхности и приводным роликом, подсоединенным к секционному корпусу в промежутке между регулируемыми торами, при этом замкнутая гибкая тяга и приводной ролик выполнены в вертикальной плоскости с подвижной ветвью замкнутой гибкой тяги во внутренней полости торы и с неподвижной ветвью под торой на почве пласта, а оси направляющих роликов замкнутого гибкого рукава выполнены заодно с механизмом передачи вращения от них к приводным роликам замкнутых гибких тяг.

Наличие в лаве последовательно установленных торов с регулированием и без регулирования реакции крепи соответствует давлению вышележащих пород в выработанном пространстве по восходящей экспоненте, т.е. росту давления от забоя в сторону выработанного пространства.

Наличие приводных роликов и нерегулируемых торов на стыке двух регулируемых торов позволяет охватить равномерно по всей площади опускание пород кровли. Наличие на оси направляющих роликов замкнутого гибкого рукава механизма передачи вращения приводному ролику нерегулируемых торов значительно упрощает конструкцию крепи.

В целом предлагаемая тороидальная крепь позволяет осуществить выемку пластов средней мощности с плавным опусканием пород кровли, будет способствовать меньшему опусканию поверхности земли на шахте и охране окружающей среды.

Предложение поясняется чертежами.

На фиг. 1 дан план выемочного поля; фиг. 2 - узел A с плана выемочного поля; фиг. 3 - поперечное сечение забоя и крепи B-B; фиг. 4 - общий вид крепления приводного ролика к корпусу; фиг. 5 - общий вид передаточного механизма вращения от направляющего ролика к приводному ролику.

Устройство содержит секционный корпус 1, торы 2 с регулируемой реакцией сразу за корпусом, передвижчик регулируемых торов в виде замкнутого гибкого рукава 3 с выступами 4 и направляющие ролики 5 замкнутого гибкого рукава, установленные внутри корпуса. За регулируемыми торами крепь содержит ряд нерегулируемых торов 6, замкнутые гибкие тяги 7 с выступами 8 - передвижчик нерегулируемых торов, их приводные ролики 9 и механизм передачи 10 вращения от направляющих роликов замкнутого гибкого рукава к приводным роликам замкнутых гибких тяг. Замкнутая гибкая тяга и приводной ролик выполнены в вертикальной плоскости с верхней подвижной ветвью 11 тяги во внутренней полости 12 и с неподвижной ветвью 13 под торой на почве пласта. Крепь расположена в лаве 14, находящейся между подготовительными выработками 15 и 16, в которых размещены приводные барабаны 17 и 18, источники сжатого воздуха 19 и 20.

В устройство также входят отбойный орган 21 и его направляющие 22, обратная ветвь 23 замкнутого гибкого рукава, вращающаяся ось 24 направляющего ролика и шестерни 25-27 механизма передачи вращения.

Крепь работает следующим образом. По мере отделения угля отбойным органом 21, направляющие 22 которого находятся на корпусе 1 со стороны забоя, производится передвижка крепи и прижатие отбойного органа к забою. Передвижку осуществляет замкнутый гибкий рукав 3, который движется постоянно в одном направлении сверху вниз лавы с помощью приводных барабанов 17 и 18. Обратная ветвь 23 замкнутого гибкого рукава вверх лавы движется внутри секционного корпуса 1. Замкнутый гибкий рукав благодаря направляющим роликам 5 проходит сбоку и через внутреннее пространство регулируемых торов 2 и своими выступами перекатывает регулируемые торы вместе с корпусом 1 на забой. Нерегулируемый ряд торов 6 перекатывается благодаря движению корпуса, вращению роликов 9 и движению замкнутой гибкой тяги 7 с выступами 8 в каждой торе этого ряда. При этом во внутреннем пространстве нерегулируемой торы ее перекатывает на забой верхняя ветвь 11 замкнутой гибкой тяги 7, тогда как нижняя ветвь 13 остается прижатой к почве пласта и высвобождается сзади тора по мере его перекатывания.

Приводной ролик 8 получает вращение от вращающейся оси 24 направляющего ролика 5 и через ряд шестерен 25-27 в нужном направлении, на что указывают стрелки на фиг. 4 и 5. Все торы заправляются сжатым воздухом от источников 19 и 20. Реакция в первом ряду торов 2 регулируется с помощью замкнутого гибкого рукава 3 подкачкой в него сжатого воздуха. Этим обеспечивается минимальное сдвижение пород. Во втором ряду торов 6 реакция растет из-за увеличения сдвижения пород в сторону выработанного пространства.

В целом реакция крепи соответствует кривой сдвижения пород в выработанном пространстве по возрастающей экспоненте, благодаря чему кровля плавно опускается на почву на пластах средней мощности, что обычно может быть достигнуто на тонких и весьма тонких пластах.

Источники информации:
1. Гамсахурдия Ш.Г., Смирнов С.А. Разработка технологии выемки угля из тонких и весьма тонких пластов комплексом на базе безразгрузочной баллонной крепи. В сб. "Совершенствование технологии подземных горных работ". - М., изд-во ИГД им. А.А. Скочинского, Научные сообщения N 243, 1985, с. 38.

2. А.с. N 800384. Пневмобаллонная крепь. Бюл. изобретений N 4, 1981.

3. А.с. N 812936. Пневмобаллонная крепь. Бюл. изобретений N 10, 1981.

4. А.с. N 812937. Пневмобаллонная крепь. Бюл. изобретений N 10, 1981.

5. А.с. N 883482. Пневмобаллонная крепь. Бюл. изобретений N 43, 1981.

6. А. с. N 1303713. Безразгрузочный пневмобаллонный угольный агрегат. Бюл. изобретений N 14, 1987.

7. А.с. N 1721234. Выемочный агрегат. Бюл. изобретений N 11, 1992.

Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при подземной добыче угля. Тороидальная крепь содержит секционный корпус, регулируемые торы, передвижчик торов в виде замкнутого рукава с выступами на наружной поверхности и направляющие ролики замкнутого гибкого рукава. Крепь имеет также ряд нерегулируемых торов, каждый со своей замкнутой гибкой тягой-передвижчиком с выступами на наружной поверхности и приводным роликом, присоединенным к секционному корпусу в промежутке между регулируемыми торами. Замкнутая гибкая тяга и приводной ролик могут быть выполнены в вертикальной плоскости с подвижной ветвью замкнутой гибкой тяги во внутренней плоскости тора и с неподвижной ветвью под тором на почве пласта. Оси направляющих роликов могут быть выполнены заодно с механизмом передачи вращения от них к приводным роликам замкнутых гибких тяг. Крепь позволяет осуществлять выемку пластов средней мощности с плавным опусканием пород кровли и способствует меньшему опусканию поверхности земли на шахте и охране окружающей среды. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Тороидальная крепь очистного забоя, содержащая секционный корпус, регулируемые торы, передвижчик торов в виде замкнутого рукава с выступами на наружной поверхности и направляющие ролики замкнутого гибкого рукава, отличающаяся тем, что дополнительно выполнен ряд нерегулируемых торов, каждый со своей замкнутой гибкой тягой-передвижчиком с выступами на наружной поверхности и приводным роликом, присоединенным к секционному корпусу в промежутке между регулируемыми торами. 2. Тороидальная крепь очистного забоя по п.1, отличающаяся тем, что замкнутая гибкая тяга и приводной ролик выполнены в вертикальной плоскости с подвижной ветвью замкнутой гибкой тяги во внутренней полости тора и с неподвижной ветвью под тором на почве пласта. 3. Тороидальная крепь очистного забоя по п.1, отличающаяся тем, что оси направляющих роликов выполнены заодно с механизмом передачи вращения от них к приводным роликам замкнутых гибких тяг.