МЕХАНИЗИРОВАННАЯ КРЕПЬ СОПРЯЖЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК E21D11/36 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к механизированным крепям, устанавливаемым на сопряжении очистных забоев с прилегающими выработками

Известна механизированная крепь сопряжения (патент РФ №2141031, МПК E21D 23/00, E21D 11/36, 1996), включающая две спаренные секции-рамы, содержащие верхняки, гидростойки с шарнирными опорами, основания, на одном из которых установлен стол с механизмом перемещения по высоте и с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси и поперечного перемещения относительно основания крепи привода лавного конвейера.

Однако указанная крепь сопряжения требует при передвижке крепи ручной переустановки и крепления гидроцилиндра передвижки, что требует затраты времени, также при передвижке крепи волоком на слабых, обводненных почвах происходит утопание крепи с установленным на ней приводом лавного конвейера в почву, затрудняя поворот крепи при передвижках, что приводит к непроизводительным затратам рабочего времени и снижению нагрузки на забой.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предложенной крепи сопряжения является крепь сопряжения. (патент РФ №2061869, МПК E21D 11/36, 1996 г.) принятая за прототип и включающая связанные между собой домкратом передвижки внутреннюю и наружную секции, содержащие продольные балки, связанные с передними и задними гидростойками, платформу для установки привода лавного конвейера, связанную с основанием. Крепь снабжена удерживающим гидроцилиндром одним концом шарнирно закрепленным на наружной секции крепи, вторым концом шарнирно закрепленным на кронштейне корпуса привода лавного конвейера

Недостатками описанной конструкции являются:

а) Ограниченное применение при работе в обводненных штреках со слабой почвой, так как при передвижке происходит утопание («запахивание») основания крепи сопряжения с установленным на нем приводом лавного конвейера, имеющим большую массу, в почву штрека, что затрудняет перемещение и разворот крепи при передвижках, увеличивая время передвижки крепи со снижением нагрузки на забой.

б) Большая длина продольной балки внутренней секции, обусловленная габаритами привода лавного конвейера и имеющейся конструкцией самой крепи сопряжения, не позволяет обеспечить плотное прилегание продольной балки к кровле штрека, имеющей зачастую большую кривизну, чем снижается надежность удержания кровли штрека и устойчивость крепи сопряжения при распоре в штреке. Также большая длина продольной балки внутренней секции не позволяет эффективно поворачивать крепь по ходу движения, усложняет ее доставку к месту монтажа крепи сопряжения.

в) В передвижке крепи сопряжения с корректировкой направления движения задействованы три гидроцилиндра, что усложняет управление крепью, причем один из гидроцилиндров расположен у почвы штрека, соединяя основание и опорную пяту гидростойки, что создает большую вероятность поломки (изгиба) штока гидроцилиндра при распоре гидростоек.

г) Не исключен человеческий фактор в обеспечении безопасности при работе с крепью сопряжения т.к. возможно создание аварийной ситуации в случае вывода, по невнимательности персонала, продольных балок боковой секции из контакта с продольной балкой внутренней секции по боковым ограничивающим поверхностям (при сокращении гидростоек наружной секции) из-за отсутствия механизма, исключающего создание аварийной ситуации.

Задачей заявляемого изобретения является создание конструкции крепи сопряжения обеспечивающей свободную передвижку привода лавного конвейера при любом состоянии почвы штреков путем полного или частичного подъема основания крепи сопряжения со столом и приводом лавного конвейера над почвой штрека при передвижке крепи сопряжения, более надежную поддержку кровли штреков за счет применения продольной балки внутренней секции состоящей из трех частей, соединенных между собой ограниченно подвижными шарнирами, позволяющей более полно отслеживать криволинейную кровлю штреков при распоре с исключением из конструкции крепи сопряжения длинномерных балок усложняющих их доставку к месту монтажа и обратно, упрощение механизма и способа передвижки крепи сопряжения с размещением гидроцилиндров передвижки в верхней части крепи сопряжения, где вероятность их повреждения минимальна, с совмещением в гидроцилиндрах функций передвижки и изменения направления передвижки крепи сопряжения; повышение уровня безопасности при работе с крепью сопряжения за счет исключения возможности вывода из взаимного контакта внутренней секции и наружной секции по причине невнимательности обслуживающего персонала.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве механизированной крепи сопряжения содержащей связанные между собой домкратами передвижки внутреннюю и наружную секции, содержащие продольные балки, связанные с передними и задними гидростойками, основание, связанное гидростойками с наружной секцией, механизм передвижки крепи сопряжения, согласно предложенному решению на продольных балках наружной секции установлены оси с вращающимися роликами, а на продольной балке внутренней секции, на участках хода роликов наружной секции, выполнены опорные выступы на которые опираются ролики при цикле передвижки наружной секции с приподнятым над почвой штрека основанием и установленным на нем приводом лавного конвейера, при этом продольная балка внутренней секции выполнена составной из трех частей с ограниченно подвижными в вертикальной и горизонтальных плоскостях шарнирами.

Также механизм передвижки крепи сопряжения состоит из двух раздельно управляемых гидроцилиндров, шарнирно закрепленных в верхней части крепи сопряжения на кронштейнах установленных на боковых сторонах продольных балок наружной и внутренней секций.

Также гидростойки соединяющие наружную секцию и основание, установлены на наружной секции цилиндрами вверх ограниченно подвижно с компенсаторами качания гидростоек в виде стержней из пружинной стали, закрепленных одним концом в хомутах установленных на цилиндрах гидростоек, а вторым концом установленных в гнезда наружной секции с возможностью осевого перемещения.

Причинно следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом следующая:

Установка на наружной секции осей с вращающимися роликами и выполнение на продольной балке внутренней секции продольных выступов длиной соответствующих длине хода гидроцилиндров передвижки крепи сопряжения обеспечивает возможность подъема и перемещения основания крепи сопряжения с установленным на нем приводом лавного конвейера при передвижке крепи сопряжения с полным или частичным отрывом основания от почвы штрека. Также наличие роликов и выступов исключает случайный вывод секций из взаимного контакта, что повышает уровень безопасности при работе с крепью сопряжения.

Выполнение продольной балки внутренней секции из трех, примерно равных по длине, частей, соединенных между собой ограниченно подвижными в вертикальной и горизонтальной плоскостях шарнирами, обеспечивает более плотное прилегание балки к кровле штрека с повышением устойчивости крепи, уменьшает радиус поворота крепи при передвижках, упрощает доставку крепи к месту монтажа.

Установка двух раздельно управляемых гидроцилиндров с шарнирным их креплением на кронштейнах установленных на боковых сторонах продольных балок наружной и внутренней секций обеспечивает возможность совмещения операций передвижки и управления поворотом крепи, упрощает конструкцию и управление крепью с размещением гидроцилиндров в верхней части крепи, где возможность их повреждения минимальна.

Установка гидростоек, соединяющих боковую секцию и основание цилиндрами вверх, с упругой их фиксацией в положении перпендикулярном нижней плоскости балок наружной секции, обеспечивает при передвижках крепи сопряжения плавную, визуально контролируемую передвижку основания крепи с установленным на нем приводом лавного конвейера, обеспечивает распределение усилия горизонтального перемещения основания крепи на две гидростойки для обеспечения необходимого запаса их прочности.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен общий вид механизированной крепи сопряжения, (вид со стороны лавы); на фиг.2 - вид на крепь сопряжения сверху; на фиг.3 - вид А на крепь сопряжения сбоку на фиг.1; на фиг.4 - балка - проставка продольной балки внутренней секции; на фиг.5 - концевая балка продольной балки внутренней секции; на фиг.6 - сечение Б-Б по шарнирному соединению балок внутренней секции на фиг.1; на фиг.7 - хомут для крепления стержней из пружинной стали, устанавливаемый на гидростойки соединяющие наружную секцию и основание крепи сопряжения.

Механизированная крепь сопряжения состоит из двух поочередно передвигаемых блоков: внутренней секции 1 и наружной секции 2, соединенной через гидростойки 3 с основанием 4 с установленным на нем приводом лавного конвейера 5.

Продольная балка внутренней секции 1 состоит из трех частей: концевых балок 6 и 7, имеющих снизу по боковым сторонам опорные выступы, и балки - проставки 8, соединенных между собой ограниченно подвижными в вертикальной и горизонтальной плоскостях шарнирами с использованием осей 9 (фиг.6). На концевых балках 6 и 7 подвижно закреплены гидростойки 10 с опорными пятами 11. На концевой балке 7 внутренней секции 1 установлены кронштейны 12 для подсоединения гидроцилиндров передвижки 13 крепи. Управление установкой при распоре гидростойки 10, находящейся в наиболее опасной задней, завальной зоне крепи сопряжения осуществляется гидроцилиндром 14, закрепленным на гидростойке с помощью хомута 15.

Наружная секция 2 состоит из двух продольных балок 18, соединенных между собою листом 16 и элементами крепления 17 гидростоек. На боковых сторонах наружной секции 2 установлены кронштейны 19 для крепления гидроцилиндров передвижки 13 крепи сопряжения. На продольных балках 18 имеются четыре гнезда 20, для крепления осей 21 с установленными на них роликами 22. Также вокруг гидростоек 3 у мест их установки цилиндрами вверх на наружной секции 2 выполнены гнезда 23 для фиксации концов пружинных стержней 24, с возможностью их осевого перемещения, и закрепленных через хомуты 25 (фиг.7) на гидростойках 3 и упруго удерживающих гидростойки 3 в вертикальном положении относительно нижней плоскости наружной секции 2. Кроме того, на нижней плоскости наружной секции 2 установлены кронштейны 26 с вертлюгами для крепления гидроцилиндров 27, предназначенных для соединения с корпусом привода лавного конвейера 5 также через вертлюги и кронштейны, при этом гидроцилиндры 27 обеспечивают установку крепи в вертикальное положение, а также страховку от непроизвольного наклона в боковые стороны.

На основание 4 установлен стол 28 с приводом лавного конвейера 5.

Наружная 2 и внутренняя секции 1 соединены между собой гидроцилиндрами передвижки 13 через вертлюги с использованием кронштейнов 12 на передней части внутренней секции 1 и кронштейнов 19 на боковых сторонах наружной секции 2. Гидроцилиндры передвижки 13 имеют раздельное гидроуправление для обеспечения поворота крепи с использованием зазоров между наружной 2 и внутренней 1 секциями и люфтов в шарнирных соединениях частей внутренней секции 1 при циклах передвижки крепи в штреке.

Механизированная крепь сопряжения работает следующим образом:

- для передвижки механизированной крепи сопряжения сначала снимают распор на гидростойках 3 внутренней секции 1, которая, опускаясь, ложится нижними плоскостями концевых балок 6, 7 и балки-проставки 8 на лист 16, соединяющий продольные балки 18 наружной секции 2. Опоры 11 гидростоек 10 при этом приподнимаются над почвой штрека. Подачей давления в гидроцилиндры передвижки 13 внутренняя секция 1 перемещается вперед на длину хода гидроцилиндров передвижки 13, при этом возможно изменение направления перемещения за счет раздельной подачи давления в оба гидроцилиндра передвижки 13, когда продольная балка внутренней секции 1, изгибаясь за счет зазоров в шарнирных соединениях ее частей 6, 7 и 8, поворачивается в ту или иную сторону по ходу движения изменяя направление перемещения крепи. В конце хода внутренней секции 1 выполняется ее распор в штреке с использованием гидростоек 10. При этом за счет ограниченно подвижного соединения частей 6, 7 и 8 продольной балки внутренней секции 1 она, ограниченно изгибаясь в шарнирах в вертикальной плоскости, плотно прижимается к кровле штрека, отслеживает ее неровности, чем достигается надежное крепление кровли и устойчивость крепи сопряжения. Концевые балки 6, 7 продольной балки внутренней секции 1 имеют увеличенную ширину верхних листов для обеспечения необходимой площади опоры при изгибе концевых балок 6, 7 вниз относительно балки-проставки 8 в местах штреков имеющих куполообразную форму кровли.

- далее снимается распор с гидростоек 3 наружной секции 2. Опускаясь, она своими роликами 22 ложится на боковые выступы концевых балок 6 и 7 распертой в штреке продольной балки внутренней секции 1. Дальнейшим сокращением гидростоек 3 наружной секции 2 основание 4 с установленным на нем приводом лавного конвейера 5 приподнимается над уровнем почвы и подачей давления в гидроцилиндры передвижки 13 перемещается по ходу движения очистного комплекса. При этом наружная секция 2 роликами 22 перекатывается по боковым выступам концевых балках 6 и 7 распертой продольной балки внутренней секции 1. После окончания передвижки выполняется распор наружной секции 2 в кровлю штрека. Цикл передвижки завершен.

Ограниченный изгиб по шарнирным соединениям продольной балки внутренней секции 1 в вертикальной плоскости обеспечивают смещенный от оси шарнира 9 уступ 29 и выступ 30 (фиг.4) на балке-проставке 8, которые при изгибе по шарнирным соединениям продольной балки внутренней секции 1 в вертикальной плоскости в ту или иную сторону, контактируют с соответствующими плоскостями на концевых балках 6 и 7 продольной балки, ограничивая изгиб продольной балки внутренней секции 1 и воспринимая горное давление на крепь сопряжения.

Плавность передвижки основания 4 с установленным на нем приводом лавного конвейера 5 обеспечивается стержнями 24 закрепленными на хомутах 25 с использованием шпилек или других элементов. Пружинные стержни 24 одним концом крепятся в отверстиях хомута 25 (фиг.7), другим концом свободно устанавливаются в соответствующие гнезда 23 наружной секции 2 с возможностью осевого перемещения конца пружинного стержня при изгибе. При этом пружинные стержни 24 упруго удерживают гидростойки 3 в вертикальном положении, распределяя между ними горизонтальное усилие передвижки основания 4 с приводом лавного конвейера 5. Для обеспечения безопасности крепь сопряжения имеет гидравлическую блокировку от одновременного сокращения всех четырех гидростоек 3 и 10 и, как следствие, потери контакта крепи сопряжения с кровлей штрека с потери устойчивости крепи сопряжения. При этом возможна работа только парами гидростоек 3 внутренней секции 1, либо гидростоек 10 наружной секции 2.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для крепления выработок на сопряжении очистных забоев с прилегающими выработками. Техническим результатом является упрощение механизма и способа передвижки крепи сопряжения, повышение уровня безопасности при работе с крепью сопряжения. Механизированная крепь сопряжения включает внутреннюю и наружную секции с продольными балками, передними и задними гидростойками, основание и механизм передвижки. На наружной секции установлены оси с вращающимися роликами, а под ними, на продольной балке внутренней секции, выполнены опорные выступы. Продольная балка внутренней секции состоит из трех шарнирно соединенных частей. Механизм передвижки состоит из двух гидроцилиндров с установкой в верхней части крепи сопряжения на боковых сторонах наружной и внутренней секций. Гидростойки на наружной секции закреплены цилиндрами вверх с компенсаторами качания из прутков пружинной стали. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Механизированная крепь сопряжения, включающая связанные между собой домкратами передвижки внутреннюю и наружную секции, содержащие продольные балки, связанные с передними и задними гидростойками, основание, связанное гидростойками с наружной секцией, механизм передвижки крепи сопряжения, отличающаяся тем, что на продольных балках наружной секции установлены оси с вращающимися роликами, а на продольной балке внутренней секции, на участках хода роликов наружной секции, выполнены опорные выступы, на которые опираются ролики при цикле передвижки наружной секции с приподнятым над почвой штрека основанием и установленным на нем приводом лавного конвейера, причем продольная балка внутренней секции выполнена составной из трех частей с соединением частей ограниченно подвижными в вертикальной и горизонтальной плоскостях шарнирами.

2. Крепь по п.1, отличающаяся тем, что механизм передвижки крепи сопряжения состоит из двух раздельно управляемых гидроцилиндров, шарнирно закрепленных в верхней части крепи сопряжения на кронштейнах, установленных на боковых сторонах продольных балок наружной и внутренней секций.

3. Крепь по п.1, отличающаяся тем, что гидростойки, соединяющие наружную секцию и основание, установлены на наружной секции цилиндрами вверх ограниченно подвижно с компенсаторами качания гидростоек в виде стержней из пружинной стали, закрепленных одним концом в хомутах, установленных на цилиндрах гидростоек, а вторым концом установленных в гнезда наружной секции с возможностью осевого перемещения.