СЕКЦИЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ Российский патент 2004 года по МПК E21D23/06 

Изобретение относится к разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом, а именно к механизированным крепям очистных комплексов и агрегатов.

Заявляемая секция механизированной крепи позволяет обеспечить выравнивание секций в обоих направлениях по длине лавы при работе как в левом, так и в правом забое и при развороте лавы, улучшить состояние кровли и лавы в целом и ремонтопригодность секции механизированной крепи.

Поставленная цель достигается тем, что секция механизированной крепи включает узлы: перекрытие, ограждение, заднюю траверсу, каждый из которых имеет размещенные по бокам секции выдвижные борта (левый и правый). Борт управляется одним или несколькими гидродомкратами, расположенными в металлоконструкции каждого узла секции крепи.

При этом и левый, и правый выдвижные борта управляются своими гидродомкратами, расположенными попарно-соосно друг к другу.

Корпуса цилиндров гидродомкратов, соединенные с регулировочной проставкой, вставлены внутрь направляющей для их совместного перемещения в направляющих отверстиях металлоконструкции каждого узла, причем штоки гидродомкратов неподвижно закреплены в средней продольной части узла. За счет такого расположения штоков осуществлен удобный (без перемещения магистралей) подвод рабочей жидкости к штоковой и поршневой полостям через гнезда в головке штоков.

На гидродомкрате (одном или нескольких), управляющем одним выдвижным бортом с одного бока секции, может быть установлен управляемый гидрозамок, запирающий его поршневую полость, а попарно-соосно расположенный гидродомкрат может гидрозамком не оснащаться.

Известна секция крепи (а.с. SU (DE) №588930, E 21 D 23/04), включающая боковые щиты, один из которых установлен с возможностью незначительного перемещения от механической пружины, расположенной между боковым щитом и направляющей цапфой, и прикреплен к направляющей оси, соединенной с цилиндром перемещения, в котором предусмотрена блокировка посредством предохранительного клапана, так что этот боковой щит при определенном боковом давлении может передвигаться.

Второй боковой щит установлен с возможностью перемещения и связан посредством направляющей втулки и оси с тем же цилиндром перемещения, при этом в исходном положении направляющая ось снабжена стопором, не позволяющим этому боковому щиту выдвигаться.

Недостатком такого решения является наличие механической пружины и предохранительного клапана, установленного в линии "запитки" поршневой полости цилиндра перемещения, что ограничивает несущую способность боковых щитов по удержанию вышерасположенной по лаве секции крепи от ее сползания или наклона вдоль забоя на больших углах падения пласта или при вывалах из кровли, приводящих к образованию куполов над секциями крепи и невозможности их распора в кровлю.

Применение одного цилиндра перемещения на два выдвижных боковых щита, расположенных по обе стороны перекрытия секции, не дает возможность активно управлять ее положением при работе в лаве.

Также известна секция механизированной крепи (а.с. SU №1320437, кл. E 21 D 23/03, 23/06), перекрытие которой включает корпус с ограждающими элементами, расположенными с его боковых сторон, один из которых выполнен в виде выдвижного защитного кожуха, в котором завальная и забойная части снабжены размещенными по краям защитных кожухов двумя парами гидродомкратов, при этом гидродомкраты каждой пары соосно соединены друг с другом посредством цилиндрической проставки, выполненной с цапфами и расположенной между ними кольцевой канавкой, и закреплены на перекрытии посредством фиксирующего кольца, которое установлено в канавку и отверстие перекрытия.

В данной конструкции в случае выхода из строя одного из гидродомкратов выдвижки защитных кожухов его замена представляет серьезную трудность, так как гидродомкрат расположен в цилиндрической обойме, и извлечь пальцы, крепящие его, из обоймы возможно лишь в процессе разборки перекрытия. Работа секции крепи с вышедшим из строя гидродомкратом или затруднительна, или же невозможна, особенно в условиях наклонных пластов или неустойчивой кровли.

В этом техническом решении использование соосно расположенных двух пар гидродомкратов, автономно управляющих защитными кожухами (выдвижными бортами) по обеим сторонам перекрытия, позволяет (по сравнению с предыдущей конструкцией) активно корректировать положение секции крепи.

Наличие направляющей трубы для каждого гидродомкрата дает возможность расположить их попарно-соосно, причем суммарный ход пары гидродомкратов будет вполне достаточным для корректировки положения секций.

Однако при расположении гидродомкрата штоком, присоединенным к защитному кожуху, и штуцеров (для подвода рабочей жидкости к штоковой и поршневой полостям) на корпусе цилиндра гидродомкрата необходим длинный продольный паз вдоль направляющей трубы, который значительно уменьшает прочность ее и перекрытия.

При выдвижке выдвижного борта возможен перекос направляющей трубы в вертикальной плоскости с последующим опиранием ее на раздвинутый гидродомкрат, что может привести к его изгибу и поломке.

При этом закрепление двух гидродомкратов пальцами на одной центральной цилиндрической проставке ограничивает возможность каждого гидродомкрата сориентироваться относительно своего выдвижного борта.

Кроме того, горизонтально-параллельное расположение пальцев обеспечивает свободу перемещения выдвижного борта только в одной плоскости.

При корректировке секции нагруженный во время ее передвижки внешним усилием палец, соединяющий гидродомкрат с выдвижным бортом, изгибает шток гидродомкрата, что также может привести к его поломке.

Направляющие трубы, жестко соединенные с выдвижным бортом, не допускают раздельного управления гидродомкратами, расположенными по одну сторону перекрытия (для одного выдвижного борта).

Эти проблемы решаются с помощью заявленного изобретения и признаков, приведенных в отличительной части формулы изобретения.

Сущность заявляемого технического решения поясняется на чертежах:

на фиг.1 показана секция механизированной крепи;

на фиг.2 - разрезы А-А на фиг.1, где установлены гидродомкраты выдвижки бортов;

на фиг.3 - выноска Б на фиг.2, вариант крепления головок штоков гидродомкратов.

Секция механизированной крепи включает состыкованные перекрытие 1, ограждение 2, заднюю траверсу 3, каждый узел которых имеет размещенные по обоим бокам секции крепи выдвижные борта 4 (левый и правый).

Каждый выдвижной борт 4 управляется одним или несколькими гидродомкратами 5, расположенными в центральной части металлоконструкции 6.

Гидродомкраты 5, управляющие оппозитно расположенными выдвижными бортами 4, располагаются попарно-соосно друг к другу.

Корпус цилиндра 7 гидродомкрата 5, закрепленный с помощью пальца 8 с регулировочной проставкой 9, вставлен вовнутрь направляющей 10, соединенной с регулировочной проставкой 9 и бортом 4 общим пальцем 11 для их совместного перемещения в отверстиях 12 диаметром D металлоконструкции 6.

Головки штоков 13 гидродомкратов 5 с помощью пальца 14 неподвижно закреплены в средней продольной части по оси m-m металлоконструкции 6.

Причем головки штоков 13 могут быть закреплены как одним общим пальцем 14, так и двумя, т.е. каждая головка штока - своим пальцем 14 (см. фиг.3).

Гнезда 15 для подвода рабочей жидкости к гидродомкрату 5 расположены в головке штока 13.

Кроме того, на гидродомкрате 5 (одном или нескольких), управляющем одним выдвижным бортом 4 с одного бока секции, может быть установлен управляемый гидрозамок (не показан), запирающий поршневую полость гидродомкрата 5, а попарно-соосно расположенный гидродомкрат 5 может гидрозамком не оснащаться.

Палец 8 от выпадения ограничен внутренней поверхностью направляющей 10, а пальцы 11 и 14 фиксируются от выпадения штырями 16 и пружинной скобой 17.

Палец 11, соединяющий направляющую 10 и регулировочную проставку 9 с выдвижным бортом 4, и палец 14, соединяющий головку штока 13 гидродомкрата 5 с центральной частью металлоконструкции 6, расположены по нормали относительно плоскости 18 металлоконструкции 6, на которую сверху опирается выдвижной борт 4.

Палец 8, соединяющий корпус цилиндра 7 гидродомкрата 5 и регулировочную проставку 9, расположен перпендикулярно относительно пальцев 11 и 14 и параллелен плоскости 19, контактирующей с бортом соседней секции.

Перекрытие, ограждение, задняя траверса данной механизированной крепи работают следующим образом.

В случае, когда попарно-соосные гидродомкраты не имеют управляемых гидрозамков, запирающих поршневую полость, при подаче рабочей жидкости в поршневую полость гидродомкратов, расположенных с одного бока секции, выдвигается управляемый ими выдвижной борт 4 секции крепи.

При подаче рабочей жидкости в штоковую полость гидродомкратов 5 борт, управляемый этими гидродомкратами, вдвигается обратно.

Если один из попарно-соосных гидродомкратов имеет управляемый гидрозамок, запирающий поршневую полость, при подаче рабочей жидкости в поршневую или штоковую полости гидродомкрата 5, не оснащенного управляемым гидрозамком, работа по управлению выдвижным бортом такая же, как и в предыдущем случае.

При подаче рабочей жидкости в поршневую полость гидродомкрата, оснащенного управляемым гидрозамком, борт, управляемый им, выдвигается и запирается, т.е. не вдвигается под действием внешней нагрузки.

При подаче рабочей жидкости в штоковую полость гидродомкрата управляемый гидрозамок открывается и борт вдвигается. После прекращения подачи рабочей жидкости гидродомкрат борта также запирается на гидрозамок.

Если оба из попарно-соосных гидродомкратов имеют управляемые гидрозамки, запирающие поршневую полость, при подаче рабочей жидкости в поршневую полость гидродомкрата каждый управляемый им борт выдвигается и затем гидродомкрат запирается на гидрозамок.

Во время работы при одновременной подаче рабочей жидкости в обе полости (поршневую и штоковую) гидродомкрата, не оснащенного управляемым гидрозамком, имеется возможность его работы по дифференциальной схеме с эффектом гидропружины при минимуме гидравлических потерь давления рабочей жидкости, при этом упрощается управление секцией крепи во время ее передвижки.

При работе в тяжелых горно-геологических условиях при наличии вывалов и куполообразования в кровле пласта у секции крепи, оснащенной попарно-соосно расположенными гидродомкратами с установленными управляемыми гидрозамками, при опрокидывании вышерасположенной соседней секции борта не вдвигаются, а работают совместно с перекрытием как жесткая металлоконструкция (в фиксированном режиме).

Наличие независимо управляемых выдвижных бортов с обоих боков секции крепи позволяет им работать в активном фиксированном режиме гидропружины как в левом, так и в правом забое.

Монтаж и демонтаж гидродомкрата возможны с внешней стороны секции без снятия выдвижного борта.

Подвод рабочей жидкости через гнезда в головке штока гидродомкрата, соединенного с центральной частью металлоконструкции, не ослабляет прочность узла секции крепи.

Регулировка максимального хода выдвижного борта осуществляется заменой регулировочной проставки или переустановкой пальцев ее крепления без демонтажа гидродомкрата, имеющего неизменную максимально возможную величину рабочего хода.

Выдвижной борт не только воспринимает вертикальную нагрузку от кровли, но и имеет возможность "подстраиваться" в горизонтальной плоскости под положение бортов соседних секций.

Поэтому расположение пальца для крепления регулировочной проставки с цилиндром гидродомкрата по отношению к расположению пальцев для крепления регулировочной проставки с направляющей и крепление штока гидродомкрата с металлоконструкцией выполнено крестообразно.

Причем соединение направляющей с выдвижным бортом и штока гидродомкрата с металлоконструкцией осуществляется с помощью пальцев, расположенных по нормали к поверхности узла, ограждающей межсекционное пространство крепи, по которой скользит выдвижной борт.

Данная конструкция улучшает ремонтопригодность и повышает надежность работы при передвижке секции как в левом, так и в правом забое, устраняет перекосы и заклинивания между секциями. Появляется возможность активной корректировки ее положения при сложной гипсометрии пласта, а при работе в режиме гидропружины (во время передвижки при контакте бортов соседних секции) уменьшается количество просыпающегося в забой штыба.

Совместное управление бортами, расположенными с обоих боков секции, позволяет осуществлять мероприятия по развороту лавы (без перемонтажа секций крепи) и соблюдать требования безопасной работы.

Изобретение относится к горному делу и может использоваться в механизированных крепях очистных комплексов и агрегатов. Задачей изобретения является повышение надежности работы и повышение безопасности. Секция механизированной крепи включает состыкованные перекрытие, ограждение, заднюю траверсу, каждый узел которых имеет размещенные по обоим бокам секции крепи оппозитно размещенные выдвижные борта, управляемые одним или несколькими попарно-соосно расположенными друг к другу гидродомкратами, закрепленными в центральной части металлоконструкции. Каждый гидродомкрат снабжен регулировочной проставкой, размещенной в направляющей со стороны выдвижного борта. Головки штоков гидродомкратов соединены с центральной частью металлоконструкции и снабжены гнездами для подвода рабочей жидкости к гидродомкрату. Головки штоков гидродомкратов могут быть соединены с центральной частью металлоконструкции общим пальцем или каждый своим пальцем. Направляющая регулировочная проставка и выдвижной борт могут быть соединены общим пальцем. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Секция механизированной крепи, включающая состыкованные перекрытие, ограждение, заднюю траверсу, каждый узел которых имеет размещенные по обоим бокам секции крепи оппозитно размещенные выдвижные борта, управляемые одним или несколькими попарно-соосно расположенными друг к другу гидродомкратами, закрепленными в центральной части металлоконструкции, отличающаяся тем, что каждый гидродомкрат снабжен регулировочной проставкой, размещенной в направляющей со стороны выдвижного борта, а головки штоков гидродомкратов соединены с центральной частью металлоконструкции и снабжены гнездами для подвода рабочей жидкости к гидродомкрату.2. Секция крепи по п.1, отличающаяся тем, что головки штоков гидродомкратов соединены общим пальцем с центральной частью металлоконструкции.3. Секция крепи по п.1, отличающаяся тем, что головки штоков гидродомкратов соединены каждый своим пальцем с центральной частью металлоконструкции.4. Секция крепи по п.1, отличающаяся тем, что направляющая, регулировочная проставка и выдвижной борт соединены общим пальцем.5. Секция крепи по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что палец, соединяющий направляющую и регулировочную проставку с выдвижным бортом и палец, соединяющий головку штока гидродомкрата с центральной частью металлоконструкции, расположены по нормали относительно плоскости металлоконструкции, на которую сверху опирается выдвижной борт.6. Секция крепи по п.1, отличающаяся тем, что палец, соединяющий корпус цилиндра гидродомкрата и регулировочную проставку, расположен параллельно двум плоскостям: плоскости металлоконструкции, на которую сверху опирается выдвижной борт, и плоскости, контактирующей с бортом соседней секции.7. Секция крепи по любому из пп.1, 4-6, отличающаяся тем, что пальцы в регулировочной проставке расположены диаметрально ей и крестообразно друг другу.8. Секция крепи по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что все пальцы расположены параллельно плоскости, контактирующей с бортом соседней секции.