МЕХАНИЗИРОВАННАЯ КРЕПЬ СОПРЯЖЕНИЯ ЛАВЫ СО ШТРЕКОМ Российский патент 2006 года по МПК E21D23/00 E21D11/14 

Изобретение относится к горной технике и может быть использовано при креплении сопряжений лав с выемочными выработками, направления которых не сохраняются постоянными.

Известна механизированная крепь сопряжения, включающая крайние и среднюю секции, содержащие основания, среднее из которых короче крайних на шаг передвижки и на которых установлены гидростойки с перекрытиями, ограждения и гидродомкраты передвижения, связывающие основания с плитой, на которой размещены хвостовая часть штрекового пререгружателя и привод лавного конвейера (1).

Недостатком известной крепи является то, что вследствие жесткого соединения плиты с перегружателем отсутствует возможность оперативно и нетрудоемко регулировать положение средней крепи в горизонтальной плоскости в условиях изменяющегося направления выработки, а это ограничивает ее эксплуатационные возможности.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению по совокупности существенных признаков является механизированная крепь сопряжения, включающая крайние и среднюю секции, содержащие основания, среднее из которых короче крайних на шаг передвижки, гидростойки с перекрытиями, ограждения и гидродомкраты передвижения, связанные с основаниями и плитой, на которой размещены концевая часть штрекового перегружателя и привод лавного конвейера. В свою очередь, гидродомкраты передвижения крайних секций шарнирно закреплены на завальных концах оснований и связаны с завальной стороной плиты посредством проставок, гидродомкраты передвижения средней секции связаны с забойными концами плиты и основания, а ее перекрытие шарнирно связано с перекрытием крайних секций посредством гидродомкратов корректировки, которые расположены V-образно в плоскости пласта, плита выполнена с поперечным пазом, а головка штрекового перегружателя шарнирно связана с плитой посредством вертикальной оси, установленной в поперечном пазу с возможностью относительного перемещения и поворота, при этом привод лавного конвейера связан понизу с плитой посредством продольного гидроцилиндра, а поверху - с перекрытием крайней со стороны лавы секции посредством домкрата удержания (2).

Недостатком известной крепи является ограниченная возможность управления приспосабливаемостью секций крепи сопряжения к изменениям направления штрека в горизонтальной плоскости, поскольку отсутствует активная связь между секциями по их основаниям, несмотря на наличие такой связи между перекрытиями ее секций по их забойной стороне, выполненной из гидродомкратов корректировки.

В связи с тем, что не предусмотрена активная связь между перекрытиями секций крепи по их завальной стороне, это может привести при передвижке секций к их веерообразному расположению, в результате чего между секциями крепи появятся межсекционные зазоры, через которые возможно проникновение обрушаемых пород кровли в рабочее пространство этих секций, что снижает надежность ее работы и безопасность обслуживания.

Снижает надежность работы известной крепи также относительная сложность ее конструкции, заключающаяся в наличии гидроцилиндров различного назначения, плиты значительных размеров, проставок, шести гидродомкратов передвижения секций крепи, значительного веса в целом, т.к. все детали выполнены из металла, что увеличивает ее габариты, металлоемкость и удорожает изготовление, в результате ее использование экономически нецелесообразно для комплексно-механизированных очистных забоев. Причем работы по монтажу секций кровли производятся в ограниченном пространстве выработки, поэтому из-за повышенных габаритов крепи создаются определенные трудности и неудобства для обслуживающего персонала.

Поскольку усилие, развиваемое шестью гидродомкратами, имеет значительную величину, то в случае потери распора (например, вывалы в кровле штрека) одной из секций, при передвижении секций может произойти смещение остальных секций в противоположную сторону относительно направления их перемещения. Это приведет к неполному шагу перемещения секций крепи, что снижает надежность работы крепи и соответственно эффективность крепления сопряжения лавы со штреком.

Существенным недостатком известной крепи является отсутствие регулирования положения привода лавного конвейера, поскольку он совместно с головкой перегружателя жестко закреплен на плите, что затрудняет корректировку его положения вдоль лавы, которое необходимо в случае смещения става лавного конвейера при изменении длины лавы.

Описанные недостатки снижают эксплуатационную надежность известной крепи сопряжения и соответственно эффективность ее использования, особенно при применении ее в условиях, когда происходит изменение направления (трассы) штрека.

Для ликвидации этих недостатков в заявляемом изобретении ставится задача создания механизированной крепи сопряжения, которая бы имела активные связи по основаниям и перекрытиям ее секций, обеспечивающие приспосабливаемость ее к изменениям направления штрека, т.е. была бы управляемая в этих условиях ее применения без потери устойчивости, а также, чтобы привод лавного конвейера имел возможность поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Указанное выше позволит в отличие от прототипа повысить эффективность использования крепи сопряжения за счет улучшения ее приспосабливаемости в горизонтальной плоскости штрека при изменении его направления, за счет этого позволит повысить надежность крепления поддерживаемой ею кровли на участке сопряжения лавы со штреком, а также упростить конструкцию крепи и управление ею.

Для решения поставленной задачи в известной механизированной крепи сопряжения лавы со штреком, включающей крайние и среднюю секции, содержащие основания, гидростойки, перекрытия, ограждения с шарнирными четырехзвенниками, гидродомкраты передвижения, связанные с основаниями секций, и опору для размещения на ней приводной головки лавного конвейера, согласно изобретению, для регулирования положения крепи по ширине штрека перекрытие и основание средней секции оснащены попарно гидропатронами двухстороннего действия, цилиндры которых жестко связаны с ними, а их штоки находятся, с одной стороны, в раздвинутом положении, с другой стороны - во вдвинутом положении и одновременно контактируют соответственно с перекрытиями и основаниями крайних секций, которые, в свою очередь, по торцам в месте установки гидростоек жестко соединены между собой по основаниям и перекрытиям П-образными кронштейнами, причем гидродомкраты передвижения связаны с основаниями средней и крайних секций таким образом, что цилиндр каждого из них соединен с основанием средней секции, а шток - с основанием крайней секции, при этом опора для размещения на ней приводной головки лавного конвейера расположена на основании средней секции и выполнена из двух плит, из которых одна - нижняя - с помощью оси с кронштейном и пальцем шарнирно связана с основанием средней секции, а вторая - верхняя - жестко связана с приводной головкой лавного конвейера и подвижно расположена на нижней плите с возможностью перемещения по ней вдоль продольной оси лавного конвейера с помощью гидродомкратов перемещения, расположенных под нижней плитой с ориентированием их вдоль упомянутой оси лавного конвейера и связанных через кронштейны с верхней и нижней плитами.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения, изложенным в его формуле.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию патентоспособности изобретения "новизна".

Причинно-следственная связь между заявляемой совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом следующая.

Признак - "для регулирования положения крепи по ширине штрека перекрытие и основание средней секции оснащены попарно гидропатронами двухстороннего действия, цилиндры которых жестко связаны с ними, а их штоки находятся, с одной стороны, в раздвинутом положении, с другой стороны - во вдвинутом положении и одновременно контактируют соответственно с перекрытиями и основаниями крайних секций" - позволяет образовать активную связь крайних секций крепи между собой через их перекрытия и основания, обеспечивая при этом возможность одновременного смещения этих секций в ту или иную сторону по ширине штрека во время перемещения их на шаг передвижки и соответственно корректировки требуемого их положения в условиях изменения направления штрека. В результате достигается приспосабливаемость крепи при использовании ее в таких условиях.

Признак - "..., которые (крайние секции), в свою очередь, по торцам в месте установки гидростоек жестко соединены между собой по основаниям и перекрытиям П-образными кронштейнами" - совместно с вышеописанным признаком улучшает условия одновременного смещения крайних секций за счет обеспечения жестких связей между ними, что позволяет в целом крепи сопряжения принять требуемое рабочее положение в зависимости от изменяющегося направления штрека при исключении образования межсекционных зазоров, а это повышает надежность ее работы.

Признак - "причем гидродомкраты передвижения связаны с основаниями средней и крайних секций таким образом, что цилиндр каждого из них соединен с основанием средней секции, а шток - с основанием крайней секции" - позволяет сократить количество гидродомкратов передвижения с шести по прототипу (2) до двух в заявляемом изобретении при сохранении функции перемещения секций крепи благодаря принципиально новой схеме расстановки этих гидродомкратов, позволяющей получить конкретную пользу, не присущую прототипу (2), за счет более рационального распределения усилий между штоковыми и поршневыми полостями этих гидродомкратов, при котором при поступлении жидкости в штоковые полости происходит перемещение средних секций (более легкой, чем крайние), а при поступлении жидкости в поршневые полости происходит перемещение крайних секций (тяжелее средних секций в три раза). Кроме того, выполнение данного признака сравнительно уменьшает габариты крепи сопряжения и соответственно увеличивает рабочее пространство секций, что улучшает условия для обслуживающего персонала.

Признак - "при этом опора для размещения на ней приводной головки лавного конвейера расположена на основании средней секции и выполнена из двух плит, из которых одна - нижняя - с помощью оси с кронштейном и пальцем шарнирно связана с основанием средней секции, а вторая - верхняя - жестко связана с приводной головкой лавного конвейера и подвижно расположена на нижней плите с возможностью перемещения по ней вдоль продольной оси лавного конвейера с помощью гидродомкратов перемещения, расположенных под нижней плитой с ориентированием их вдоль упомянутой оси лавного конвейера и связанных через кронштейны с верхней и нижней плитами" - обеспечивает компенсацию несоответствия между длиной лавы и лавного конвейера за счет предлагаемой конструкции опоры для размещения приводной головки этого конвейера и более рационального ее размещения на средней секции. Это позволяет, во-первых, регулировать положение приводной головки в случае изменения горно-технических условий лавы, а во-вторых, уменьшить габариты упомянутой опоры по сравнению с прототипом (2), в котором опора в виде плиты расположена на всех основаниях секций крепи совместно с головкой перегружателя.

Таким образом, совокупность существенных признаков, характеризующая сущность заявляемого изобретения, позволяет повысить эффективность использования крепи сопряжения за счет улучшения ее приспосабливаемости к изменению направления штрека и надежности крепления кровли на участке сопряжения лавы со штреком, а также упростить на порядок конструкцию крепи сопряжения и управления ею.

Отсюда следует, что существенные признаки заявляемого изобретения находятся в причинно-следственной связи с достигаемым техническим результатом и из анализа уровня техники в данной области не очевидны явным образом для специалиста, что характеризует изобретательный уровень заявляемого технического решения.

Промышленное применение заявляемого изобретения обосновывается нижеприведенным описанием изобретения и чертежами.

На фиг.1 изображен общий вид механизированной крепи сопряжения лавы со штреком в вертикальной плоскости (вид со стороны штрека в лаву); на фиг.2 - то же, что на фиг.1 (вид в плане, перекрытия условно не показаны); на фиг.3 - вид по стрелке А на фиг.1 (вид сбоку).

Механизированная крепь сопряжения лавы со штреком включает крайние 1 и 2 и среднюю 3 секции. Каждая из секций 1, 2 и 3 состоит из основания 4, представляющего собой сварную конструкцию (фиг.1), ограждения 5, установленного на основании 4 с помощью траверс 6 и 7, образующих шарнирный четырехзвенник на этом основании 4, перекрытия 8, шарнирно связанного с ограждением 5. Между перекрытием 8 и основанием 4 каждой секции крепи установлены передние 9 и задние 10 гидростойки.

Гидродомкраты передвижения 11 связаны с основаниями 4 средней 3 и крайних секций 1 и 2 таким образом, что цилиндр 12 каждого из них соединен с основанием 4 средней секции 3, а шток 13 - с основанием 4 одной из крайних секций.

На перекрытии 8 и основании 4 средней секции 3 установлены попарно гидропатроны 14 двухстороннего действия (т.е. каждый из них с двумя штоками), цилиндры 15 которых жестко связаны с ними, а их штоки 16 находятся, с одной стороны, в раздвинутом положении, с другой стороны - во вдвинутом положении и одновременно контактируют соответственно с перекрытиями 8 и основаниями 4 крайних секций 1 и 2.

Причем крайние секции 1 и 2 по своим торцам в месте установки гидростоек 9 и 10 жестко соединены между собой по основаниям 4 П-образными кронштейнами 17, а по перекрытиям 8 - П-образными кронштейнами 18.

На основании 4 средней секции 3 расположена опора 19, на которой размещена приводная головка 20 лавного конвейера. Опора 19 выполнена составной из двух плит: нижней 21 и верхней 22. При этом нижняя плита 21 опоры 19 с помощью оси 23 с кронштейном 24 и пальцем 25 шарнирно связана с основанием 4 средней секции 3, а верхняя плита 22 опоры 19 жестко связана с приводной головкой 20 лавного конвейера и подвижно расположена на нижней плите 21 с возможностью перемещения по ней вдоль продольной оси лавного конвейера с помощью гидродомкратов перемещения 26, расположенных под нижней плитой 21 с ориентированием их вдоль упомянутой оси лавного конвейера и связанных через кронштейны 27 с верхней 22 и нижней 21 плитами опоры 19. При этом шток 28 каждого гидродомкрата 26 через кронштейн 27 соединен с забойным торцом верхней плиты 22, а его цилиндр 29 - с торцом нижней плиты 21, обращенным в сторону штрека 30.

В исходном положении крайние 1, 2 и средняя 3 секции расперты гидростойками 9 и 10. Крайние секции 1 и 2 опережают среднюю секцию в направлении перемещения крепи сопряжения, соответствующем направлению движения очистного забоя (фиг.2); гидродомкраты передвижения 11 находятся в сложенном состоянии, гидропатроны 14 контактируют своими штоками 16 (из которых один выдвинут, другой сокращен) соответственно с перекрытиями 8 и основаниями 4 крайних секций 1 и 2.

Вначале, предварительно разгрузив гидростойки 9 и 10 крайних секций 1 и 2, последние передвигают на шаг передвижки включением гидродомкратов передвижения 11 на выдвижку штоков 13. После этого крайние секции 1 и 2 распирают гидростойками 9 и 10, подхватывая перекрытиями 8 верхние элементы постоянной крепи штрека. На длине шага передвижки во время передвижки крайних секций 1 и 2 все полости гидропатронов 14 связаны со сливом, что не препятствует свободному перемещению этих секций на шаг передвижки.

Затем производят передвижку средней секции 3. Для этого разгружают гидростойки 9 и 10 и производят ее передвижку совместно с опорой 19 и закрепленной на ней приводной головкой 20 сокращением гидродомкратов передвижения 11. После этого производят распор гидростоек 9 и 10 средней секции 3. Во время передвижки средней секции 3 все полости гидропатронов 14 также связаны со сливом, что не препятствует свободному перемещению этой секции.

В случае, когда необходимо изменить положение крепи сопряжения по ширине штрека, например, в сторону лавы, тогда снимают распор с гидростоек 9 и 10 средней секции 3 и в разгруженном состоянии передвигают с помощью всех четырех гидропатронов 14, причем в исходном положении их штоки 15 сокращены, а штоки 16 выдвинуты. Во время передвижения средней секции 3 соответственно штоки 15 выдвигаются, а штоки 16 - сокращаются. В результате этого средняя секция 3 смещается вместе с гидропатронами 14 в сторону лавы. После этого распирают среднюю секцию 3 гидростойками 9 и 10 и перемещают крайнюю секцию 1 в сторону лавы с одновременным подтягиванием крайней секции 2. При этом штоки 15 гидропатронов 14 сокращаются, а штоки 16 выдвигаются. Затем крайние секции 1 и 2 распирают гидростойками 9 и 10. После выполнения описанных манипуляций с использованием гидропатронов 14 крепь сопряжения сместится в сторону лавы на шаг раздвижки этих гидропатронов 14.

Если необходимо переместить крепь сопряжения в противоположную сторону от лавы, то выполняют вышеописанные действия с гидропатронами 14 в обратном направлении.

Таким образом, благодаря наличию гидропатронов 14 на средней секции 2 при контактировании их штоков с перекрытиями 8 и основаниями 4 крайних секций 1 и 2 достигается приспосабливаемость крепи сопряжения к изменениям трассы штрека.

Причем во время передвижения средней секции 3 между крайними секциями 1 и 2 в ту или иную стороны (в сторону лавы или от нее) изменяют положение верхней плиты 22 опоры 19 с помощью гидродомкратов перемещения 26, чтобы соответственно изменить положение привода лавного конвейера, т.е. сместить в сторону лавы или в сторону штрека.

Таким образом, использование заявляемой механизированной крепи обеспечивает управляемость ею в горизонтальной плоскости штрека при изменении его направления, а за счет этого позволит повысить надежность крепления сопряжения лавы со штреком, что в целом повышает эффективность ее использования.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1548453, кл. Е 21 D 11/36, 1988.

2. Авторское свидетельство СССР №1716151, кл. Е 21 D 11/36, 1989 (прототип).

Изобретение относится к горной технике, в частности к креплению сопряжения лавы с выемочными выработками, направления которых не сохраняются постоянными. Обеспечивает улучшение приспосабливаемости крепи в горизонтальной плоскости штрека при изменении его направления, упрощение конструкции крепи и управления ею. Крепь сопряжения включает крайние и среднюю секции, содержащие основания, гидростойки, перекрытия, ограждения с шарнирными четырехзвенниками, гидродомкраты передвижения, связанные с основаниями секций, и опору для размещения на ней приводной головки лавного конвейера. Перекрытие и основание средней секции оснащены попарно гидропатронами двухстороннего действия, цилиндры которых жестко связаны с ними. Их штоки находятся, с одной стороны, в раздвинутом положении, с другой стороны - во вдвинутом положении и одновременно контактируют соответственно с перекрытиями и основаниями крайних секций. Крайние секции по торцам в месте установки гидростоек жестко соединены между собой по основаниям и перекрытиям П-образными кронштейнами. Цилиндр каждого из гидродомкратов передвижения соединен с основанием средней секции, а шток - с основанием крайней секции. Опора для размещения на ней приводной головки лавного конвейера расположена на основании средней секции и выполнена из двух плит. Нижняя плита с помощью оси с кронштейном и пальцем шарнирно связана с основанием средней секции. Верхняя плита жестко связана с приводной головкой лавного конвейера и подвижно расположена на нижней плите с возможностью перемещения по ней вдоль продольной оси лавного конвейера с помощью гидродомкратов перемещения, расположенных под нижней плитой с ориентированием их вдоль упомянутой оси лавного конвейера и связанных через кронштейны с верхней и нижней плитами. 3 ил.

Механизированная крепь сопряжения лавы со штреком, включающая крайние и среднюю секции, содержащие основания, гидростойки, перекрытия, ограждения с шарнирными четырехзвенниками, гидродомкраты передвижения, связанные с основаниями секций, и опору для размещения на ней приводной головки лавного конвейера, отличающаяся тем, что для регулирования положения крепи сопряжения по ширине штрека перекрытие и основание средней секции оснащены попарно гидропатронами двухстороннего действия, цилиндры которых жестко связаны с ними, а их штоки находятся с одной стороны в раздвинутом положении, с другой стороны - во вдвинутом положении и одновременно контактируют соответственно с перекрытиями и основаниями крайних секций, которые, в свою очередь, по торцам в месте установки гидростоек жестко соединены между собой по основаниям и перекрытиям П-образными кронштейнами, причем гидродомкраты передвижения связаны с основаниями средней и крайних секций таким образом, что цилиндр каждого из них соединен с основанием средней секции, а шток - с основанием крайней секции, при этом опора для размещения на ней приводной головки лавного конвейера расположена на основании средней секции и выполнена из двух плит, из которых одна - нижняя, с помощью оси с кронштейном и пальцем шарнирно связана с основанием средней секции, а вторая - верхняя, жестко связана с приводной головкой лавного конвейера и подвижно расположена на нижней плите с возможностью перемещения по ней вдоль продольной оси лавного конвейера с помощью гидродомкратов перемещения, расположенных под нижней плитой с ориентированием их вдоль упомянутой оси лавного конвейера и связанных через кронштейны с верхней и нижней плитами.