УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПЛАТФОРМЫ ПРИ ПЕРЕМЕЩЕНИИ УДЕРЖИВАЮЩЕГО КОНЦА ОПОРЫ СО СТОРОНЫ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА Российский патент 2020 года по МПК E21D23/04 E21D23/06 

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[1] Настоящее изобретение относится к вспомогательным устройствам гидравлической опоры и, в частности, к устройству для защиты платформы при перемещении удерживающего конца опоры со стороны выработанного пространства, в то же время относится к области подземных опорных устройств.

ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

[2] После разработки рабочей поверхности применяются специальные технические средства, используемые для извлечения предохраняющих угольных целиков, которые остаются после проведения горных работ традиционным способом, а выемочный штрек предыдущего участка заново укрепляется для использования на следующем участке. Такой способ укрепления выработки в начальной позиции выемочного штрека вдоль края выработанного пространства называется укреплением с боковой стороны выработанного пространства. Во время укрепления с боковой стороны выработанного пространства, сформированное рудное тело заполняемого штрека напрямую связано с продвижением поверхности добычи угля, а надлежащее пространство между рудным телом заполняемого штрека и поверхностью добычи угля, как правило, контролируется при помощи механической конструкции вышележащего пласта кровли рудного тела заполняемого штрека.

[3] Однако согласно реальной ситуации в строительстве на месте разработки, во время продвижения рабочей поверхности гидравлическая опора, которая является элементом крепления, должна передвигаться вперед для сохранения поддерживающего эффекта кровли разрабатываемого участка рабочей поверхности. Тем не менее, поскольку верхняя часть штрека армирована и укреплена при первоначальной его выемке, где типичным способом крепления было крепление при помощи анкерного стержня или крепежного каната, то такая форма укрепления кровли штрека может открыть доступ к некоторым конструкциям анкерных стрежней или крепежных канатов платформы и самой платформе. Во время продвижения конца гидравлической опоры, верхняя ее часть с большой вероятностью может зацепить платформу и некоторые конструкции анкерных стержней или крепежных канатов, которые оказываются открытыми. Следовательно, платформа и некоторые конструкции анкерных стержней или крепежных канатов, которые оказываются открытыми, повреждаются, в результате чего происходит сбой в работе крепления, последующие неполадки всех конструкций анкерных стержней или крепежных канатов и даже значительная деформация кровли штрека, а также угроза безопасности проведения горных работ на рабочей поверхности.

[4] Ранее, способ предотвращения повреждения анкерного стержня или крепежного каната о конец опоры на месте удерживающей конструкции со стороны выработанного пространства угольной шахты заключался в размещении шпалы определенного размера между концом опоры и кровлей, чтобы предотвратить повреждение платформы и некоторых конструкций анкерных стержней или крепежных канатов, которые оказывались открытыми, о конец опоры. Однако поскольку прочность шпалы к сжатию относительно мала, то шпала не может выполнять свою функцию в течение длительного времени и, вероятно, станет негодной. В дополнение, поскольку площадь соприкосновения между шпалой и кровлей слишком мала, то поверхность контакта конца опоры и кровли штрека не сбалансирован. Следовательно, кровля частично опускается, и поддерживающий эффект анкерного стержня нанесет еще больший ущерб.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая задача

[5] Для устранения различных недостатков, существующих в предшествующем уровне техники, настоящее изобретение предлагает устройство для защиты платформы при перемещении удерживающего конца опоры со стороны выработанного пространства, где предлагаемое устройство может защитить платформу и некоторые конструкции анкерных стержней или крепежных канатов, которые оказываются открытыми во время перемещения опоры при уравновешивании нагрузки на кровлю в процессе этого перемещения, а также может автоматически сбрасывать сжатие, в случае если опора сжимается.

Техническое решение

[6] Для достижения вышеуказанных целей в настоящем изобретении предлагается устройство для защиты платформы при перемещении удерживающего конца опоры со стороны выработанного пространства, при этом устройство установлено в верхней крайней позиции гидравлической опоры и включает в себя механизм подвижной опорной стойки, механизм автоматического разведения и смыкания в соединительном углублении и подвижный механизм возврата. Механизм подвижной опорной стойки включает в себя две равные по длине параллельные конвейерные ленты и несколько подобранных по размеру роликов, которые поддерживают ленты, при этом ролики установлены на механизме опорной стойки, который является их непосредственной опорой. Механизм автоматического разведения и смыкания в соединительном углублении состоит из двух изогнутых несущих плит, зафиксированных между двумя лентами, при этом две изогнутые несущие плиты расположены напротив друг друга на некотором расстоянии. Подвижный механизм возврата включает в себя два телескопических стержня и телескопические пружины, закрепленные на этих стержнях, при этом телескопический стержень соединен с концом пружины возврата для создания синхронного механизма и эти обе детали имеют общие концы, один из которых соединен с одной стороной изогнутой несущей плиты, а другой конец закреплен на конце гидравлической опоры при помощи фиксированного опорного элемента.

[7] После того как гидравлическая опора будет поднята, платформа и некоторые крепежные канаты или анкерные стержни, которые оказываются открытыми, вставляются между двумя изогнутыми несущими плитами механизма в соединительном углублении для образования зазора, а верхняя часть ленты крепится к кровле при помощи механизма подвижной опорной стойки. По мере продвижения гидравлической опоры, лента, под воздействием трения кровли в обратном направлении и трении конца опоры по направлению вперед, одновременно приводит ролик во вращательное движение, а механизм подвижной опорной стойки приводит в движение механизм в соединительном углублении в обратном направлении относительно гидравлической опоры и растягивает пружину возврата в подвижном механизме возврата. В случае если в гидравлической опоре сбрасывается натяжение, и она совершает противодействие, а верхняя балка опускается, то прекращается трение между механизмом подвижной опорной стойки и кровлей, а также пружина возврата в подвижном механизме возврата тянет за собой механизм подвижной опорной стойки и механизм в соединительном углублении для осуществления возврата под действием сил упругости.

[8] Кроме того, две изогнутые несущие плиты соединены при помощи нескольких телескопических пружин, при этом все телескопические пружины закреплены на изогнутых несущих плитах с двух сторон при помощи элемента крепления.

[9] Поскольку анкерные стержни или крепежные канаты были размещены на раннем этапе проведения усиленного крепления штрека, то не все они расположены в соответствии с единым стандартом, а платформа и некоторые конструкции анкерных стержней или крепежных канатов, которые оказываются открытыми и смещенными. Пружины между изогнутыми несущими плитами могут привести к тому, что платформа и некоторые анкерные стержни или крепежные канаты, которые оказываются открытыми и смещенными, находятся в пределах защищенности, а область применения механизма защиты будет расширена. Вследствие того, что был добавлен механизм, платформа и некоторые конструкции якорных стержней или крепежных канатов, которые оказываются открытыми и смещенными, могут быть защищены, тем самым обеспечивая устройство упругими телескопическими буферными свойствами для обеспечения полноценного его функционирования.

[10] Выполнение функции автоматического разведения и смыкания производится следующим образом: В случае если позиции между двумя изогнутыми несущими плитами, а именно, платформа и некоторые конструкции анкерных стержней (крепежных канатов), которые оказываются открытыми и смещенными, две стороны несущей плиты механизма в соединительном углублении с функцией разведения или смыкания для осуществления соединения, имеют тенденцию к растяжению под действием силы сжатия со стороны платформы и некоторых конструкций анкерных стержней (крепежных канатов), которые оказываются открытыми. В этом случае телескопическая пружина механизма в соединительном углублении с функцией разведения и смыкания для осуществления соединения растягивается под воздействием тягового усилия, изогнутая несущая плита механизма в соединительном углублении с функцией разведения и смыкания для осуществления соединения отводится, а сам механизм расширяется, чтобы сбросить давление, а также механизм сферического шарнира в механизме автоматического возврата перемещается наружу, чтобы совершить расширение механизма в соединительном углублении с функцией разведения и смыкания для осуществления соединения. Когда наружная сторона механизма подвижной опорной стойки надавливается платформой и некоторыми конструкциями анкерных стержней (крепежных канатов), которые оказываются открытыми, телескопическая пружина механизма в соединительном углублении с функцией разведения и смыкания для осуществления соединения под давлением оказывает противодействие, изогнутая несущая плита механизма в соединительном углублении с функцией разведения и смыкания для осуществления соединения сжимается, а механизм в соединительном углублении с функцией разведения и смыкания для осуществления соединения сжимается для сброса давления.

[11] Чтобы обеспечить подвижность при растяжении пружин между изогнутыми несущими плитами, телескопический стержень и фиксированный опорный элемент соединены шарнирно, посредством конечного сферического шарнира.

[12] Для повышения трения между поверхностью ленты и роликом одна поверхность ленты, соприкасающаяся с роликом, представляет собой поверхность с зубчатым зацеплением, а ролик представляет собой ролик с зубьями зубчатой передачи, которые соответствуют зубьям ленты.

[13] Телескопический стержень представляет собой амортизирующий телескопический стержень, причем он может противодействовать поступательной силе инерции механизма подвижной опорной стойки и механизма в соединительном углублении, а также силе сжатия некоторых пружин, таким образом устройство может совершать более эффективное возвратное действие.

[14] Кроме того, если растяжение телескопической пружины обозначить буквой k, длину телескопической пружины в исходном положении - буквой a, ширину каждой изогнутой несущей плиты - b, ширину каждой ленты - c, а общую ширину опоры - L, то получается k + a + 2b + 2c = L. Если максимальное смещение между анкерными стержнями или крепежными канатами каждого ряда обозначить буквой M, то получается M = k.

Полезный эффект изобретения

[15] Настоящее изобретение позволяет путем размещения механизма подвижной опорной стойки на верхнем конце гидравлической опоры, выдерживать давление конца опоры и кровли и перемещаться относительно других элементов в процессе одновременного перемещения. Механизм в соединительном углублении, который соединен посередине конструкции подвижной опорной стойки и приспособленный к автоматическому расширению и сжатию, используется для встраивания платформы и некоторых анкерных стержней или крепежных канатов, которые оказываются открытыми, таким образом, что эта платформа и эти некоторые анкерные стержни или крепежные канаты получают эффективную защиту во время продвижения гидравлической опоры. Пружины, расположенные между двумя изогнутыми несущими плитами, могут позволить всем анкерным стержням или крепежным канатам, которые оказались смещены, быть защищенными и обеспечить упругую телескопическую амортизацию для всего устройства. Подвижный механизм возврата предоставляет возможность механизму подвижной опорной стойки и механизму в соединительном углублении перемещаться одновременно в обратном направлении во время процесса продвижения гидравлической опоры и, кроме того, может позволить механизму подвижной опорной стойки и механизму в соединительном углублении вернуться в исходное положение относительно подвижного механизма возврата под действием сил упругости при опускании верхней балки. Преимущества настоящего изобретения заключаются в том, что платформа и некоторые анкерные стержни или крепежные канаты, которые оказываются открытыми, могут быть защищены во время перемещения гидравлической опоры, а также, в дополнение, высокая прочность к сжатию может уравновешивать нагрузки на кровлю для предотвращения сбоя устройства укрепления штрека во время перемещения гидравлической опоры, приводящего к обрушению кровли и разрушения укрепленного штрека.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СХЕМ

[16] Фиг. 1 представляет собой трехмерное схематическое изображение конструкции устройства настоящего изобретения, установленного на гидравлической опоре.

[17] Фиг. 2 представляет собой трехмерное схематическое изображение конструкции настоящего изобретения.

[18] Фиг. 3 представляет собой увеличенное схематическое изображение отдельно взятого участка механизма подвижной опорной стойки, показанного на Фиг. 2.

[19] Фиг. 4 представляет собой увеличенное схематическое изображение отдельно взятого участка подвижного механизма возврата, показанного на Фиг. 2.

[20] Фиг. 5 представляет собой увеличенное схематическое изображение отдельно взятого участка фаски механизма автоматического разведения и смыкания в соединительном углублении, показанного на Фиг. 2.

[21] Фиг. 6 представляет собой увеличенное схематическое изображение отдельно взятого участка телескопической пружины механизма автоматического разведения и смыкания в соединительном углублении, показанного на Фиг. 2.

[22] Фиг. 7 представляет собой увеличенное схематическое изображение отдельно взятого участка механизма сферического шарнира, показанного на Фиг. 2.

[23] На фигурах представлены: 1. фиксированный опорный элемент; 2. пружина возврата; 3. телескопический стержень; 4. лента; 5. ролик; 6. элемент крепления; 7. телескопическая пружина; 8. изогнутая несущая плита; 9. конечный сферический шарнир; 10. механизм опоры.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[24] Далее дается подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые схемы и конкретные варианты его осуществления.

[25] Как показано на ФИГ. 1 и ФИГ. 7, устройство для защиты платформы при перемещении удерживающего конца опоры со стороны выработанного пространства установлено в верхней крайней позиции гидравлической опоры и включает в себя механизм подвижной опорной стойки, механизм автоматического разведения и смыкания в соединительном углублении и подвижный механизм возврата. Механизм подвижной опорной стойки включает в себя две равные по длине параллельные конвейерные ленты 4 и несколько подобранных по размеру роликов 5, которые поддерживают ленты 4, при этом ролики 5 установлены на механизме опорной стойки 10, который является их непосредственной опорой. Механизм автоматического разведения и смыкания в соединительном углублении состоит из двух изогнутых несущих плит 8, зафиксированных между двумя лентами 4, при этом две изогнутые несущие плиты 8 расположены напротив друг друга на некотором расстоянии. Подвижный механизм возврата включает в себя два телескопических стержня 3 и телескопические пружины 2, закрепленные на этих стержнях 3, при этом телескопический стержень 3 соединен с концом пружины возврата 2 для создания синхронного механизма и эти обе детали имеют общие концы, один из которых соединен с одной стороной изогнутой несущей плиты 8, а другой конец закреплен на конце гидравлической опоры при помощи фиксированного опорного элемента 1.

[26] После того как гидравлическая опора будет поднята, платформа и некоторые крепежные канаты или анкерные стержни, которые оказываются открытыми, вставляются между двумя изогнутыми несущими плитами механизма в соединительном углублении для образования зазора, а верхняя часть ленты 4 крепится к кровле при помощи механизма подвижной опорной стойки. По мере продвижения гидравлической опоры, лента 4, под воздействием трения кровли в обратном направлении и трении конца опоры по направлению вперед, одновременно приводит ролик 5 во вращательное движение, а механизм подвижной опорной стойки приводит в движение механизм в соединительном углублении в обратном направлении относительно гидравлической опоры и растягивает пружину возврата 2 в подвижном механизме возврата. В случае если в гидравлической опоре сбрасывается натяжение и она совершает противодействие, а верхняя балка опускается, то прекращается трение между механизмом подвижной опорной стойки и кровлей, а также пружина возврата 2 в подвижном механизме возврата тянет за собой механизм подвижной опорной стойки и механизм в соединительном углублении для осуществления возврата под действием сил упругости.

[27] Кроме того, две изогнутые несущие плиты 8 соединены при помощи нескольких телескопических пружин 7, при этом все телескопические пружины 7 закреплены на изогнутых несущих плитах 8 с двух сторон при помощи элемента крепления 6.

[28] Поскольку анкерные стержни или крепежные канаты были размещены на раннем этапе проведения усиленного крепления штрека, то не все они расположены в соответствии с единым стандартом, а платформа и некоторые конструкции анкерных стержней или крепежных канатов, которые оказываются открытыми и смещенными. Пружины 7 между изогнутыми несущими плитами 8 могут привести к тому, что платформа и некоторые анкерные стержни или крепежные канаты, которые оказываются открытыми и смещенными, окажутся в пределах защищенности, а область применения механизма защиты будет расширена. Вследствие того, что был добавлен механизм, платформа и некоторые конструкции якорных стержней или крепежных канатов, которые оказываются открытыми и смещенными, могут быть защищены, тем самым обеспечивая устройство упругими телескопическими буферными свойствами для обеспечения полноценного его функционирования.

[29] Чтобы обеспечить подвижность при растяжении пружин 7 между изогнутыми несущими плитами 8, телескопический стержень 3 и фиксированный опорный элемент 1 соединены шарнирно, посредством конечного сферического шарнира 9.

[30] Для повышения трения между поверхностью ленты 4 и роликом 5 одна поверхность ленты 4, соприкасающаяся с роликом 5, представляет собой поверхность с зубчатым зацеплением, а ролик 5 представляет собой ролик с зубьями зубчатой передачи, которые соответствуют зубьям ленты 4.

[31] Телескопический стержень 3 представляет собой амортизирующий телескопический стержень, причем он может противодействовать поступательной силе инерции механизма подвижной опорной стойки и механизма в соединительном углублении, а также силе сжатия некоторых пружин, таким образом, устройство может совершать более эффективное возвратное действие.

[32] Кроме того, если растяжение телескопической пружины 7 обозначить буквой k, длину телескопической пружины 7 в исходном положении - буквой a, ширину каждой изогнутой несущей плиты 8 - b, ширину каждой ленты 4 - c, а общую ширину опоры - L, то получается k + a + 2b + 2c = L. Если максимальное смещение между анкерными стержнями или крепежными канатами каждого ряда обозначить буквой M, то получается M = k.

[33] Принцип работы заключается в следующем:

[34] Механизм устанавливается на конечной позиции гидравлической опоры при помощи фиксированного опорного элемента 1. Затем платформа и некоторые анкерные стержни или крепежные канаты, которые оказываются открытыми, встраиваются в механизм в соединительном углублении с функцией автоматического разведения и смыкания для осуществления соединения. Поддерживающая сила опоры передается кровле через механизм подвижной опорной стойки, а конец опоры перемещается под воздействием давления выемочного штрека. По мере продвижения конца опоры, лента 4 механизма подвижной опорной стойки, под воздействием трения кровли в обратном направлении и трении конца опоры по направлению вперед, одновременно приводит ролик 5 во вращательное движение, а механизм подвижной опорной стойки приводит в движение механизм в соединительном углублении в обратном направлении относительно гидравлической опоры. В то же время, пружина возврата 2 и амортизирующий телескопический стержень 3 в механизме автоматического возврата растягиваются под действием силы натяжения. Когда пружина возврата в подвижном механизме автоматического возврата растягивается до максимальной длины, конец опоры сбрасывает натяжение, верхняя балка опускается, а пружина возврата 2 в подвижном механизме автоматического возврата оказывает противодействие и тянет за собой механизм подвижной опорной стойки и механизм в соединительном углублении для совершения поступательного движения. Телескопический стержень 3 совершает противодействие также как и пружина возврата 2, а также противодействует поступательной силе инерции механизма подвижной опорной стойки и механизма в соединительном углублении с функцией разведения и смыкания для осуществления соединения, и в тоже время противодействует силе сжатия некоторых пружин. Устройство возвращается в исходное состояние.

В настоящем изобретении раскрывается устройство для защиты платформы при перемещении удерживающего конца опоры со стороны выработанного пространства, при этом устройство установлено в верхней крайней позиции гидравлической опоры и включает в себя механизм подвижной опорной стойки, механизм автоматического разведения и смыкания в соединительном углублении и подвижный механизм возврата. Механизм подвижной опорной стойки включает в себя две параллельные ленты и множество роликов, поддерживающих ленты, при этом ролики установлены на механизме опорной стойки, который является их непосредственной опорой. Механизм автоматического разведения и смыкания в соединительном углублении состоит из двух изогнутых несущих плит, зафиксированных между двумя лентами, при этом две изогнутые несущие плиты расположены на расстоянии друг от друга. Подвижный механизм возврата включает в себя два телескопических стержня и телескопические пружины, закрепленные на этих стержнях, при этом телескопический стержень соединен с концом пружины возврата для создания синхронного механизма и эти обе детали имеют общие концы, один из которых соединен с одной стороной изогнутой несущей плиты, а другой конец закреплен на конце гидравлической опоры при помощи фиксированного опорного элемента. Настоящее изобретение защищает платформу и некоторые конструкции анкерных стержней или крепежных канатов, которые оказываются открытыми во время перемещения опоры, уравновешивает нагрузку на кровлю штрека в процессе перемещения и автоматически сбрасывается сжатие, если опора сжимается. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для защиты платформы при перемещении удерживающего конца опоры со стороны выработанного пространства установлено в верхней крайней позиции гидравлической опоры и включает в себя механизм подвижной опорной стойки, механизм автоматического разведения и смыкания в соединительном углублении и подвижный механизм возврата, где механизм подвижной опорной стойки состоит из двух равных по длине параллельных конвейерных лент (4) и нескольких подобранных по размеру роликов (5), поддерживающих ленты (4), при этом ролики (5) установлены на механизме опорной стойки (10), который является их непосредственной опорой; механизм автоматического разведения и смыкания в соединительном углублении состоит из двух изогнутых несущих плит (8), зафиксированных между двумя лентами (4), при этом две изогнутые несущие плиты (8) расположены напротив друг друга на некотором расстоянии; подвижный механизм возврата включает в себя два телескопических стержня (3) и телескопические пружины (2), закрепленные на этих стержнях (3), при этом телескопический стержень (3) соединен с концом пружины возврата (2) для создания синхронного механизма и эти обе детали имеют общие концы, один из которых соединен с одной стороной изогнутой несущей плиты (8), а другой конец закреплен на конце гидравлической опоры при помощи фиксированного опорного элемента (1).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что две изогнутые несущие плиты (8) соединены при помощи нескольких телескопических пружин (7), при этом все телескопические пружины (7) закреплены на изогнутых несущих плитах (8) с двух сторон при помощи элемента крепления (6).

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что телескопический стержень (3) имеет шарнирное соединение с фиксированным опорным элементом (1) при помощи конечного сферического шарнира (9).

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что одна поверхность ленты (4), соприкасающаяся с роликом (5), представляет собой поверхность с зубчатым зацеплением, а ролик (5) представляет собой ролик с зубьями зубчатой передачи, которые соответствуют зубьям ленты (4).

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что телескопический стержень (3) представляет собой амортизирующий телескопический стержень.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что если растяжение телескопической пружины (7) обозначить буквой k, длину телескопической пружины (7) в исходном положении - буквой a, ширину каждой изогнутой несущей плиты (8) - b, ширину каждой ленты (4) - c, а общую ширину опоры - L, то получается k + a + 2b + 2c = L; а также если максимальное смещение между анкерными стержнями или крепежными канатами каждого ряда обозначить буквой M, то получается M = k.