СПОСОБ УСТАНОВКИ И УСТРОЙСТВО ШАХТНОЙ КРЕПИ Российский патент 2018 года по МПК E21D11/22 E21D11/40 

Описание патента на изобретение RU2664996C1

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к креплению горных выработок рамными арочными крепями в сложных горно-геологических условиях большого горного давления и значительных смещений породного массива, способу их установки.

Из предшествующего уровня техники известно устройство - арочная податливая крепь, патент на изобретение RU 2414597 C1, E21D 11/14. Данное устройство позволяет увеличить несущую способность крепи, возможность складывания конструкции крепи в транспортно-монтажное положение и перемещение ее целиком без разборки внутри выработки от места демонтажа к месту установки, увеличение усилия срабатывания узлов податливости в соответствии с несущей способностью крепи и достижение их стабильной работы. Арочная податливая крепь включает соединенные между собой арочный верхняк и телескопические ножки с узлами податливости. При этом крепь целиком выполнена из коробчатого профиля, а верхняк и телескопические ножки соединены с помощью шарнира одностороннего действия.

Описанное устройство имеет недостаток в виде ручной установки крепи, резьбового соединения верхняка и стоек.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является металлическая арочная крепь с консолью, патент на изобретение RU 2371581 C1, E21D 11/14.

Недостаток в том, что установка арки происходит ручным методом. В стяжке (хомуте) присутствует резьбовое соединение. Установка самого хомута осуществляется путем заводки его за верхняк. Поперечная пластина также устанавливается на хомуты в ручном режиме. Все эти работы производятся при помощи проходческого комбайна, который используется в качестве домкрата при установке арочной крепи. Вследствие, при установке арки существует риск обвала породы на рабочих, осуществляющих крепление и, соответственно, угроза их жизни и здоровью.

Технической задачей является повышение безопасности рабочих при установке шахтных арок в проходке, ускорение темпов проходки за счет автоматизированного процесса, унификация оборудования для удешевления производства.

Технический результат обеспечивается тем, что осуществляется модернизация уже существующих шахтных проходческих комбайнов с применением дополнительного оборудования, которое позволяет устанавливать шахтные крепи в автоматизированном режиме, без участия человека, а боковые стойки и верхняк соединяются через специальное крепление (замок).

Арочная крепь является основой при проходке в шахте при подготовительных работах по добыче угля. В основе предлагаемой арки лежат используемые в настоящее время боковые стойки и верхняк. На боковую стойку арки приваривается крепление (замок).

Данный механизм (замок) обеспечивает выполнение двух условий, присущих стандартному креплению:

1. Надежность соединения за счет использования захватов.

2. При давлении горной породы на шахтную крепь происходит проседание арки за счет свободного соединения замками и упругости верхняка и боковых стоек.

Для сохранения этих условий был сконструирован специальный захват, который устанавливается первоначально на существующие арки и работает по следующему принципу:

1. На боковой стойке установлен захват верхняка, а также соединительный механизм (фиг. 2).

2. Верхняк давит на соединительный механизм, тем самым закрывая захваты (фиг. 3).

3. При таком методе соединения арка сохранит свою упругость и подвижность (фиг. 4) - формируется рессорная подвеска.

Подача арок осуществляется при помощи манипуляторов. Прижим верхняка осуществляется при помощи гидравлического домкрата, установленного на шахтный проходческий комбайн. Подача арок на домкрат производится при помощи подающего устройства.

Новизной изобретения является крепление (замок). Подробно рассмотреть его устройство можно на фиг. 5 и фиг. 6.

Принцип работы замка

В момент подъема (при помощи домкрата проходческого комбайна) верхняка 1 арочной крепи происходит подача (при помощи манипуляторов проходческого комбайна) боковой стойки 2 арки к верхняку 1.

Во время присоединения верхняка 1 к боковой стойке 2 арки он давит на лапки замка 8, происходит вращение стержня замка 4, а так как на нем расположены захваты 7, в результате вращения фиксаторов 3 захваты 7 сходятся на расстоянии 10 см (и более) от горной породы (выработки) для предотвращения неполной фиксации захвата из-за возможного касания породы, втулка 5 и опора втулки 6 предназначены для крепления стержня замка 4.

Движение захвата 7 ведет за собой фиксацию замка, при этом верхняк 1 может свободно двигаться относительно боковой стойки 2. Далее домкрат и манипуляторы поднимают и прижимают с давлением в 20 атмосфер к породе собранную крепь арки, которую также фиксируют зубья 9 захватов 7, обеспечивающие более надежный контакт арки с горной выработкой.

За основу автоматизированного комбайна (фиг. 7, фиг. 8) был взят обычный проходческий комбайн, на который установили:

- Гидравлический домкрат со встроенным гироскопом 11 для установки верхняка 1.

- Манипуляторы 12 для установки боковой стойки в проходке.

- Конвейер 10 для подачи верхняка на домкрат.

- Инфракрасные датчики расстояния 13.

Принцип работы нового комбайна

С конвейера 10 на домкрат 11 подается верхняя часть арки, а на манипуляторы 12 - боковые стойки 2. Манипуляторы 12 разворачивают стойки на 90 градусов и затем собирают крепь, которая после этого прижимается к породе.

В процессе установки боковая арка входит в верхнюю часть арки, тем самым приводится в действие механизм захвата и закрепления арок в проходке. Во избежание чрезмерного наклона верхняка используются гироскопы (устройства, реагирующие на изменение угла наклона), установленные на домкрате 11.

После установки крепи комбайн переходит в исходное состояние: домкрат 11 опущен, манипуляторы 12 развернуты обратно. Расчет расстояния между арками, которое должен пройти комбайн, производится с помощью специальных инфракрасных датчиков расстояния 13, позволяющих рассчитывать дальность в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Информация со всех датчиков 13 подается на микроконтроллер, который находится в блоке управления комбайна. В микроконтроллере записана программа, обрабатывающая данные с датчиков 13. Алгоритм работы микроконтроллера описывает все основные функции, выполняемые проходческим комбайном.

Для обеспечения взаимодействия всей установки с оператором управления шахтой используется стационарная система безопасности «Микон-3», а конкретно ее каналы связи.

Когда все необходимые операции по установке одной шахтной крепи выполнены, комбайн продвигается в проходке вперед с целью установки следующей арки.

Похожие патенты RU2664996C1

название год авторы номер документа
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ РАМНАЯ ПОДАТЛИВАЯ КРЕПЬ ИЗ ШАХТНЫХ СПЕЦПРОФИЛЕЙ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО 2009
  • Акопов Седрак Геворкович
  • Алиев Натикбек Алиевич
  • Пахалуев Валерий Федорович
  • Алиев Парвиз Натикбекович
RU2429348C2
СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ КРЕПИ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ И КРЕПЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1989
  • Исаченко Всеволод Михайлович
RU2034155C1
Способ крепления горных выработок арочной крепью и комплекс для его осуществления 1984
  • Нестеренко Владимир Иванович
  • Прокопишин Леонид Николаевич
  • Савицкий Юрий Петрович
SU1263870A1
Способ крепления горных выработок кольцевой крепью 1982
  • Исаченко Всеволод Михайлович
SU1150370A1
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ АРОЧНАЯ КРЕПЬ С КОНСОЛЬЮ 2008
  • Тимофеев Олег Владимирович
  • Антонов Юрий Николаевич
  • Ларионов Роман Игоревич
RU2371581C1
ПРОХОДЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС 1990
  • Хребто И.Ф.
  • Бирюков В.И.
  • Хребто С.И.
RU2006584C1
Крепеустановщик 1983
  • Стефанович Владимир Александрович
  • Оверченко Анатолий Алексеевич
  • Безмен Иван Николаевич
  • Стефанович Владимир Владимирович
  • Некрасовский Виктор Яковлевич
  • Лунин Вячеслав Вениаминович
  • Семенов Валерий Леонидович
SU1149021A1
ЗАМОК УЗЛА ПОДАТЛИВОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ РАМНОЙ ПОДАТЛИВОЙ КРЕПИ ИЗ ШАХТНЫХ СПЕЦПРОФИЛЕЙ 2010
  • Алиев Натикбек Алиевич
  • Акопов Седрак Геворкович
RU2467170C2
Устройство для возведения крепи над проходческим комбайном 1980
  • Киселев Евгений Семенович
  • Островский Владимир Леонтьевич
  • Тимофеев Павел Иванович
  • Оразгалиев Ганиятулла Шамсуллич
  • Киселев Андрей Евгеньевич
SU969902A1
СПОСОБ ОХРАНЫ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК В ПУЧАЩИХ ПОРОДАХ ПОЧВЫ 1990
  • Рутьков К.И.
  • Фомичев В.И.
RU2007577C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 664 996 C1

Реферат патента 2018 года СПОСОБ УСТАНОВКИ И УСТРОЙСТВО ШАХТНОЙ КРЕПИ

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к креплению горных выработок рамными арочными крепями в сложных горно-геологических условиях большого горного давления и значительных смещений породного массива, способу их установки. Технический результат заключается в повышении безопасности при установке шахтной арочной крепи и в ускорении темпов проходки. Шахтная арочная крепь состоит из боковых стоек и верхняка, при этом на боковые стойки крепи приварен замок, выполненный с возможностью фиксации. Замок содержит: лапы замка, выполненные с возможностью восприятия давления от верхняка во время его присоединения к боковой стойке, фиксаторы и стержень замка, выполненные с возможностью вращения в момент присоединения верхняка, захваты, выполненные с возможностью сходиться при вращении указанных стержня и фиксаторов. При этом верхняк может свободно двигаться относительно боковой стойки. Установка указанной шахтной арочной крепи выполняется проходческим комбайном с установленным конвейером, домкратом для подачи верхняка, манипуляторами, которые разворачивают боковые стойки на 90 градусов и затем собирают крепь, которая после сборки прижимается к породе. В процессе установки боковая стойка входит в верхняк, тем самым приводится в действие механизм захвата и закрепления арок в проходке. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.

Формула изобретения RU 2 664 996 C1

1. Шахтная арочная крепь, состоящая из боковых стоек и верхняка, отличающаяся тем, что на боковые стойки крепи приварен замок, выполненный с возможностью фиксации, замок содержит: лапы замка, выполненные с возможностью восприятия давления от верхняка во время его присоединения к боковой стойке, фиксаторы и стержень замка, выполненные с возможностью вращения в момент присоединения верхняка, захваты, выполненные с возможностью сходиться при вращении указанных стержня и фиксаторов, при этом верхняк может свободно двигаться относительно боковой стойки.

2. Способ установки шахтной арочной крепи по п. 1 выполняется проходческим комбайном с установленным конвейером, домкратом для подачи верхняка, манипуляторами, которые разворачивают боковые стойки на 90 градусов и затем собирают крепь, которая после сборки прижимается к породе, в процессе установки боковая стойка входит в верхняк, тем самым приводится в действие механизм захвата и закрепления арок в проходке, расчет расстояния между арками, которое должен пройти комбайн, производится с помощью инфракрасных датчиков расстояния, информация с которых подается на микроконтроллер, который находится в блоке управления комбайна.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2664996C1

АРОЧНАЯ ПОДАТЛИВАЯ КРЕПЬ 2009
  • Субботин Валерий Александрович
  • Македонский Олег Михайлович
RU2414597C1
ПРОХОДЧЕСКИЙ КОМБАЙП 0
SU295877A1
Устройство для установки крепи над проходческим комбайном 1974
  • Вишняков Владимир Васильевич
  • Стесин Ефим Львович
  • Николаев Владимир Леонидович
  • Казанский Юрий Владимирович
SU548717A1
Самозатягивающийся замок для металлической податливой крепи 1981
  • Баранников Петр Иванович
SU968430A1
ГОРНОПРОХОДЧЕСКАЯ ИЛИ ВЫЕМОЧНАЯ МАШИНА 2013
  • Вельс Франц
  • Пиркер Бернд
RU2618815C2
ПРОХОДЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС 1998
  • Черных Н.Г.
  • Черных Ю.Н.
RU2172405C2
WO 2016000945 A1, 07.01.2016.

RU 2 664 996 C1

Авторы

Туфлейкин Дмитрий Игоревич

Даты

2018-08-24Публикация

2017-08-28Подача