Секция механизированной крепи Российский патент 2003 года по МПК E21D23/04 E21D23/12 

Секция механизированной крепи

Изобретение относится к горному делу, а именно к механизированному креплению очистных забоев при подземной добыче полезных ископаемых.

Известна секция механизированной крепи, включающая перекрытие, основание, гидростойки, механизм перемещения, по меньшей мере один боковой щит, установленный с возможностью поперечной выдвижки относительно перекрытия и снабженный на концевых участках направляющими, размещенными в отверстиях перекрытия, связанного с боковым щитом посредством гидродомкрата (см. Комплекс очистной КМК500Т. Руководство по эксплуатации КМК500Т.00.00.000 РЭ АО "ПНИУИ". Россия, 1996.-49с.). Все указанные признаки секции-аналога соответствуют признакам изобретения.

Выдвигаемый с помощью гидродомкрата боковой щит предназначен для корректировки положения перекрытия и секции крепи в целом (посредством опоры бокового щита на щит соседней секции крепи), а также - для предотвращения просыпания пород кровли в межсекционные зазоры.

Указанное решение имеет следующие недостатки.

Выдвижка бокового щита производится при разгруженной секции крепи гидродомкратом, воздействующим на щит в его средней части. При этом величина выдвижки концевых участков щита не определена, поскольку щит может разворачиваться относительно места крепления гидродомкрата. Следствием этого являются серьезные проблемы при необходимости произвести угловую коррекцию положения секции либо перекрытия (см., например, фиг.5), поскольку корректирующее усилие может быть направлено только по оси гидродомкрата выдвижки щита. Кроме того, возникновение корректирующего усилия обеспечивается лишь в случае, если ход гидродомкрата больше зазора между щитами в месте расположения самого гидродомкрата.

Другим негативным следствием неопределенности величины выдвижки концевых участков щита является то, что, вследствие случайного разворота щита относительно места крепления гидродомкрата, эти участки (в особенности - расположенный у забоя) могут попасть под перекрытие соседней секции. Последующий распор секции крепи приводит к деформациям и поломкам элементов щита, его направляющих и гидродомкрата выдвижки.

Еще один недостаток секции крепи-аналога заключается в том, что для оказания даже незначительного корректирующего воздействия на перекрытие необходимо использовать специальную операцию - выдвижку бокового щита, что приводит к дополнительным затратам труда и времени.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является секция механизированной крепи, включающая перекрытие, основание, гидростойки, механизм перемещения, по меньшей мере один боковой щит, установленный с возможностью поперечной выдвижки относительно перекрытия и снабженный на концевых участках направляющими, размещенными в отверстиях перекрытия, связанного с боковым щитом посредством гидродомкрата и поджимных пружин (см. Механизированные крепи очистных комплексов и агрегатов. Учебное пособие, Горбатов П.А., Гуляев В.Г., Лысенко Н.М. и др. Донецк: "Новый мир", 1997.-275с.).

Все указанные признаки прототипа соответствуют признакам изобретения.

Наличие поджимных пружин, размещенных между перекрытием и боковым щитом, обеспечивает в ряде случаев автоматическое выравнивание положения перекрытия передвигаемой секции по перекрытиям соседних секций. При этом боковой щит, выдвигаемый усилиями пружин, опирается на щит соседней нижележащей секции, а реакция пружин прижимает перекрытие передвигаемой секции к щиту соседней вышележащей секции. Отметим однако, что величина корректирующего усилия пружин зависит от уровня деформации и находится в пределах 0,2... 0,6 т (10... 25% веса перекрытия). Вследствие этого сохраняется необходимость использования гидродомкрата выдвижки с усилием 7...10 т для корректировки перекрытия и, особенно, секции крепи в целом.

Конструкция прототипа не устраняет недостатки аналога, связанные с неопределенностью величины выдвижки концевых участков бокового щита. Остается нерешенной проблема проведения угловой коррекции положения секции посредством усилия гидродомкрата выдвижки. А вероятность попадания забойного участка бокового щита разгруженной секции крепи под перекрытие соседней секции увеличивается, поскольку этому способствуют усилия прижимных пружин. Отметим, что вследствие разворота щита относительно места крепления гидродомкрата величина выдвижки забойного участка щита может существенно превышать ход гидродомкрата. Это увеличивает вероятность поломки щита при последующем распоре секции крепи.

В основу изобретения поставлена задача создания секции механизированной крепи, в которой путем ограничения хода выдвижки направляющих, размещенных на концевых участках щита, и создания при выдвижке щита гидродомкратом механизма рычажного типа обеспечивается возможность проведения эффективной коррекции положения перекрытия и секции крепи, а также повышается надежность работы выдвижного бокового щита и секции крепи.

Поставленная задача решается за счет того, что в секции механизированной крепи, включающей перекрытие, основание, гидростойки, механизм перемещения, по меньшей мере один боковой щит, установленный с возможностью поперечной выдвижки относительно перекрытия и снабженный на концевых участках направляющими, размещенными в отверстиях перекрытия, связанного с боковым щитом посредством гидродомкрата и поджимных пружин, согласно изобретению направляющие снабжены выступами, расположенными с возможностью контакта, при выдвижении бокового щита, с ограничителями, размещенными на перекрытии. При этом гидродомкрат расположен с возможностью доворота щита в процессе его выдвижки, в случае возникновения контакта выступа одной из направляющих с ограничителями, вокруг места этого контакта.

В отдельных случаях выполнения изобретения ограничители, размещенные на перекрытии, и выступы направляющих могут быть выполнены съемными.

Отличительными от прототипа существенными признаками изобретения являются: снабжение направляющих выступами, расположенными с возможностью контакта, при выдвижении бокового щита, с ограничителями, размещенными на перекрытии, а также расположение гидродомкрата с возможностью поворота щита в процессе его выдвижки, в случае возникновения контакта выступа одной из направляющих с ограничителями, вокруг места этого контакта.

Эти признаки во взаимодействии с известными признаками позволяют обеспечить эффективную корректировку положения перекрытия и секции крепи, поскольку наличие ограничений хода направляющих создает при выдвижке бокового щита с направляющими механизм рычажного типа (см. фиг. 6). После выдвижки одной из направляющих до упора выступом в ограничитель перекрытия усилие гидродомкрата производит доворот щита вокруг места его крепления на этой направляющей. При этом на противоположном участке щита, в зоне установки другой направляющей, реализуется опорное усилие, корректирующее соответствующим образом положение перекрытия и секции крепи.

Кроме того, ограничение хода направляющих бокового щита в секции крепи согласно изобретению уменьшает возможную величину выдвижки концевых участков щита, в зоне которых установлены направляющие. Это снижает вероятность попадания забойного участка бокового щита разгруженной секции крепи под перекрытие соседней секции и его последующей поломки при распоре секции. Таким образом повышается надежность работы выдвижного бокового щита и секции крепи в целом.

Выполнение ограничителей, размещенных на перекрытии, и выступов направляющих бокового щита съемными может, в отдельных случаях исполнения изобретения, улучшить условия монтажа-демонтажа бокового щита с направляющими, а также создает возможность регулировки хода направляющих и щита.

На фиг. 1 показан пример выполнения секции механизированной крепи согласно изобретению. На фиг. 2 показан вид А фиг. 1 на перекрытие и боковой щит. На фиг. 3 показан разрез Б-Б фиг.2 в месте установки направляющей в завальной части перекрытия с ограничителями, выполненными съемными. На фиг. 4 показаны разрез В-В фиг.2 в месте установки забойной направляющей с выступами, выполненными съемными. На фиг. 5 показана схема работы секции-прототипа в условиях углового рассогласования соседних секций крепи. На фиг. 6 показана схема работы секции согласно изобретению в условиях углового рассогласования соседних секций крепи.

Пример исполнения секции механизированной крепи (см. фиг. 1, 2) включает основание 1, гидростойки 2 и механизм перемещения 3. Выдвижной боковой щит 4 установлен с возможностью поперечной выдвижки относительно перекрытия 5, на противоположной стороне которого размещен неподвижный боковой щит 6. На концевых участках выдвижного бокового щита 4 установлены направляющие: забойная 7 и завальная 8, размещенные в отверстиях перекрытия. Перекрытие связано с боковым щитом 4 посредством гидродомкрата 9 и пружин 10. Забойная 7 и завальная 8 направляющие снабжены выступами соответственно 11 и 12, а перекрытие - ограничителями 13 и 14.

Съемный ограничитель 14 (см. фиг. 2,3) выполнен в виде упругой скобы, размещенной в отверстиях перекрытия 5 таким образом, чтобы обеспечить ее контакт с выступом 12 завальной направляющей 8 после выдвижки последней на ход h.

Выступ 11 забойной направляющей 7 (см. фиг. 2, 4) выполнен съемным. Смещение выступа 11 относительно направляющей 7 ограничено пружинным кольцом 15 таким образом, чтобы обеспечить контакт выступа 11 с ограничителем 13 после выдвижки направляющей 7 на ход h.

Неподвижный боковой щит 6 зафиксирован на перекрытии посредством стяжки 16 (см. фиг. 2).

Работа секции крепи осуществляется следующим образом.

В исходном положении секция крепи загружена и перекрытие 5 с боковыми щитами 4 и 6 прижато к кровле усилиями гидростоек 2. Перед передвижкой секции ее разгружают, складывая гидростойки 2, и перекрытие 5 с боковыми щитами отрывается от кровли. При этом выдвижной боковой щит 4 усилиями пружин 10 прижимается к неподвижному щиту соседней нижерасположенной секции, и реакция пружин 10 оказывает корректирующее воздействие на перекрытие 5 передвигаемой секции.

В случае, если усилия пружин 10 недостаточно для коррекции перекрытия 5 либо требуется произвести коррекцию всей передвигаемой секции, то производится выдвижка гидродомкратом 9 выдвижного бокового щита 4. После контакта щита 4 с неподвижным щитом соседней нижерасположенной секции усилие контакта щитов обеспечивает требуемую коррекцию перекрытия либо секции.

При наличии углового рассогласования передвигаемой секции с нижерасположенной конструкция секции обеспечивает возможность проведения угловой коррекции. В примере, представленном на фиг. 6, показано, что при увеличенном боковом зазоре на завальном участке щита и уменьшенном зазоре на забойном участке при коррекции секции посредством выдвижки щита 4 происходит следующее. После выдвижки завальной направляющей 8 до упора в ограничитель 14 гидродомкрат 9, усилием раздвижки F разворачивает щит 4 вокруг места его крепления на направляющей 8. Это приводит к созданию на забойном участке щита 4 в месте его контакта со щитом нижерасположенной секции опорного усилия R = F×В / L . Это усилие, приложенное к щиту в зоне уменьшенного бокового зазора, производит корректирующий разворот перекрытия и секции.

Аналогичным образом, в случае обратного углового рассогласования секций крепи (при увеличенном боковом зазоре на забойном участке щита и уменьшенном зазоре на завальном участке) выдвижка гидродомкратом 9 бокового щита 4 приводит к возникновению опорного усилия на завальном участке щита, обеспечивая необходимую угловую коррекцию.

Отметим, что в секции-прототипе в аналогичных условиях (см. фиг. 5) гидродомкрат 9 может полностью раздвинуться, не обеспечив возникновения опорного усилия на выдвижном щите 4, поскольку щит 4 может свободно разворачиваться вокруг т. С за счет выдвижки направляющей 8. Кроме того, даже при условии того, что хода гидродомкрата 9 достаточно для возникновения контакта между щитами, опорное усилие реализуется только по линии действия гидродомкрата 9. Это не позволяет произвести необходимую угловую коррекцию по крайней мере в одном из двух возможных случаев углового рассогласования секций крепи.

Таким образом, в секции крепи согласно изобретению путем ограничения величины выдвижки концевых участков бокового щита обеспечивается возможность проведения эффективной коррекции положения перекрытия и секции крепи. Кроме того, снижается вероятность попадания забойного участка бокового щита под перекрытие соседней секции и его последующей поломки, что повышает надежность работы выдвижного бокового щита и секции крепи в целом. Выполнение ограничителя 14 и выступа 11 направляющей 7 бокового щита съемными в представленном примере исполнения изобретения улучшает условия монтажа-демонтажа бокового щита, позволяя проводить эти операции с направляющими размещенными на щите. При этом изменение положения ограничителя 14 на перекрытии и пружинного кольца 15 на направляющей 7 создает возможность регулировки хода направляющих и щита.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в механизированном креплении очистных забоев при подземной добыче полезных ископаемых. Задачей изобретения является эффективная коррекция положения перекрытия и секции, повышение надежности работы выдвижного бокового щита и секции крепи. Секция механизированной крепи включает перекрытие, основание, гидростойки, механизм перемещения, по меньшей мере один боковой щит, установленный с возможностью поперечной выдвижки относительно перекрытия и снабженный на концевых участках направляющими, размещенными в отверстиях перекрытия, связанного с боковым щитом посредством гидродомкрата и поджимных пружин. Направляющие снабжены выступами, расположенными с возможностью контакта, при выдвижении бокового щита, с ограничителями, размещенными на перекрытии. Гидродомкрат расположен с возможностью доворота щита в процессе его выдвижки, в случае возникновения контакта выступа одной из направляющих с ограничителями, вокруг места этого контакта. Ограничители на перекрытии могут быть выполнены съемными. Выступы направляющих могут быть выполнены съемными. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Секция механизированной крепи, включающая перекрытие, основание, гидростойки, механизм перемещения, по меньшей мере один боковой щит, установленный с возможностью поперечной выдвижки относительно перекрытия и снабженный на концевых участках направляющими, размещенными в отверстиях перекрытия, связанного с боковым щитом посредством гидродомкрата и поджимных пружин, отличающаяся тем, что направляющие снабжены выступами, расположенными с возможностью контакта, при выдвижении бокового щита, с ограничителями, размещенными на перекрытии, а гидродомкрат расположен с возможностью доворота щита в процессе его выдвижки, в случае возникновения контакта выступа одной из направляющих с ограничителями, вокруг места этого контакта.2. Секция по п.1, отличающаяся тем, что ограничители на перекрытии выполнены съемными.3. Секция по п.1, отличающаяся тем, что выступы направляющих выполнены съемными.