Гибкий щит Советский патент 1983 года по МПК E21D19/02 E21D19/06 

Изобретение относится к горному делу, а именно к механизации разработки трубкообразных рудных тел малой мощности в нисходящем порядке слоями с обрушением или закладкой выработанного пространства. Известен щит для разработки мощных крутых пластов, включающий несу щие балки, связанные поясами, и ограждающие. фортуки lj . Недостатки данного щита - ограни ченная величина податливости, невоз .можность повторного использования и ненадежность работы щита в сложны горногеологических условиях. Наиболее близким к предлагаемому является гибкий щит,включающий жесткое перекрытие, размещенные на не пневмобаллояы, соединенные между собой и заполненные рабочей средой под давлением, напорную магистраль, зсодитную сетку, гибкое полотенце и тяговые ветви, связанные с гибким полотенцем и охватываюише снизу и сверху пневмобалЛоны 2j . Недостатки известного щита - невозможность применения гдата в качестве перекрытия при обработке трубк образных рудных тел малой мощности вследствие отсутствия ограждения вы работанного пространства на флангах щита и его неприменимость при разра ботке руды с помощью буровзрывных работ, что снижает надежность его работы в условиях разработки трубкообразных рудных тел. Целью изобретения является повыш кие надежности работы щита в услови ях разработки трубкообразных рудных тел за счет обеспечения полного перекрытия выработки, Указанная цель достигается тем, что в гибком щите, включающем жест кое перекрытие, размещенные на нем пневмобаллоны,соединенные между собой и з.аполненные рабочей средой под давлением, напорную магистраль, защитную сетку,, гибкое полотенце и тяговые ветви, связанные с гибким полотенцем и охватывающие снизу и сверху пневмобаллоны, жесткое перек рытие выполнено в форме треугольника, а пневмобаллоны соединены между собой последовательно по спирали, при этом тяговые ветви расположены радиально и соединены с пневмобалло нами посредством охватывающих их хо мутов. J На фиг. 1 изображен щит, разрез по центру рудного тела; на фиг. 2 схема расположения баллонов в сечении рудного тела; на фиг. 3 - разре А-А на фиг. 2; на фиг, 4 - поверхность разрабатываемого рудного тела на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4. Гибкий щит состоит из цёнтргшьного жесткого перекрытия 1, выполi немного из швел-перов и листового же леза. На его внешнем контуре над рудным телом 2 уложены по спирали зластичные пневмобаллоны 3, перекрывающие всю мощность рудного тела. Пневмобаллоны 3 покрыты сеткой 4, предохраняющей их от повреждения со стороны обрушенных пород 5. Две степени свободы пневмобаллонов 3 во время их заполнения рабочей средой под давлением (по радиусу сечения рудного тела 2 и по касательной к нему) обеспечиваютря их креплением к тяговым ветвям в виде радиальных канатов б через металлические кольца 7 и хомуты 8, охватывающие пневмобаллоны 3 и являющиеся направляющими для последних. Радиальные Кана-, ты 6, огибающие сверху и снизу пневмобаллоны 3, крепятся одними концамик гибкому полотенцу 9, другими к валам талей 10, установленным во внутреннем контуре жесткой базы. Внешнее кольцо пневмобаллонов 3, помимо обычного крепления,, охватывается гибким полотенцем 9, выполненным из рядов КРУглозвенной цепи, соединенных поперечными звеньями. , Гибкое полотенце 9 предназначено для защиты пневмобаллонов 3 от истирания о вмещающие породы 11. Гибкие радиальные канаты 6 предназначены для управления перемещением щита и настройки его на мощность рудного тела. Верхняя и нижняя тяговая ветви имеют одинаковую длину и крепятся на валах талей. Для перепасовки канатов крепь имеет ролики 12 - 15. I Жесткое перекрытие 1 предназначено для управления щитом, являясь одновременно его составной частью. В плане перекрытие 1 имеет форму равностороннего треугольника, углами которого оно опирается на наклонную поверхность разрабатываемого рудного тела. Такая форма перекрытия 1 щита дает возможность, ему плавно опускатьсявслед за выемкой наклонного слоя 16 радиально движущимся забоем 17. Внутри перекрытия имеется мес.то для укладки там резервных пневмобё1ллонов и вспомогательного оборудования. Снизу к перекрытию подвешен рабочий полок 18, на котором размещается буровое оборудование 19. Гибкая часть щита состоит из металлической сетки 20, на которой сверху уложены пневмобаллоны 3, представляющие собой зластичные оболочки цилиндрической формы с канатом, проходящим через внутрелюю полость оболочки по оси.Концы каната через вводные устройства 21 и 22 выведены наружу. Пневмобаллоны 3 связаны между собой последовательно и образуют спираль, начинающуюся о.т центра и заканчивающуюся на контакте с Смещающими породами .i. Разводка напорной магийтрали позволяет регулировать давление рабочей среды во всей системе пневмобаллонов 3 одновременно, в .группе пневмобаллонов и в каждом пневмобаллоне 3 отдельно. Для повышения устойчивости щита при перекрытии конусообразного рудного тела давление рабочей среды в пневмобаллонах 3, перекрывающих центральную жесткую базу, создают большим, чем в.пневмобаллонах 3, перекрывающих остальное сечение трубкообразного рудного тела 2.

Щит применяют в комплексе с серийными установками для ведения буровзрывных работ.

Жесткое перекрытие 1 опирается в трех точках на наклонную поверхность разрабатываемого рудного тела образуя свободное пространство для размещения в. нем людей, рабочего пока 18 и бурового оборудования 19 в окрестностях рудоспуска. Гибкая часть щИта лежит,на наклонной поверности, причем между щитом и поверхностью рудного тела всегда имеется прослойка 23 из разрушенной руды, предохраняющей пневмобаллоны 3 от вредного действия буровзрывных работ . Наличие прослойки из разрушенной руды обеспечивается постоянным давлением породной подушки обрушенных пород 5, имеющейся над щитом, на наклонную поверхность разрабатываемого рудного тела через гибкое перекрытие. Перекрытие выработанног пространства по всему сечению рудного трубкообразного тела обеспечивается за счет контакта с вмещающими породами 11 внииних пневмобаллонов 3, -заполненных средой под давлением и обладающих некоторой жесткостью на изгиб. К щиту проведены траншеи 24 и 25, рудоспуск 26 и восстающие 27 и 28, выемку производят заходками 29 в призабойном пространстве 30.

Устройство работает следующим, образом.

Вначале буровзрывным способом углубляют одну из траншей 24 и 25, соединяющих рудоспуск 26 с восстающими 27 и 28 и служащих для прохода людей и вентиляции. Для исключения присутствия в траншеях разрушенной руды их угол наклона к рудод уску принимается в зависимостиот угла естественного откоса и коэффициента сцепления руды. .Очистная выемка производится слоями 16 в нисходящем порядке буровзрывным способом. Радиальный наклонный забой 17 движется по спирали вокруг центрального рудоспуска заходками 29. Забой обуривается скважинами от рудоспуска и часть взорванной руды самотеком транспортируется в рудоспуск 26, остальная ее часть остается в виде прослойки 23 между гибким перекрытием и рудным телом 2. Мощность этой прослой0ки разрушенной руды регулируется углом наклона к рудоспуску поверхности разрабатываемого рудного тела. Гибкий щит плавно опускается вслед за подвиганием радиального з.абоя 17 Вынимаемого слоя 16, При этом наст5ройка щита на изменение мощности производится путем подтягивания с помощью талей 10 канатов 6 полотенца, охватывающего вноиний контур баллонов. При стягивании полотенца 9

0 пневмобаллоны деформируются и щит уменьшается в диаметре. По мере опускания щита вниз и значительном уменьшении мощности трубкообразного рудного тела гибкая часть щита ча5стично демонтируется, начиная от внешнего витка спирали пневмобаллонов таким образом, чтобы оставшиеся пневмобаллоны могли полностью перекрывать сечение рудного тела. Демон0таж пневмобсшлонов 3 ведут по мере отработки слоя через призабойное пространство 30, образованное перегибом щита над радиальным .забоем.

5

Предлагаемый щит позволяет механизировать подземную выемку крутопадающих трубкообразных рудных тел с Ценными полезными ископаемыми без заклсщки выработанного пространства. К основным техническим преимущест0вам предлагаемого щита относятся следующие: спиральное расположение пневмобаллонов позволит иметь контакт щита с вмещающими породами по всей границе трубкообразного рудно5го тела; треугольная форма жесткого перекрытия, опирающегося на конусную поверхность рудного тела, обеспечивает устойчивое и надежное перекрытие рабочего пространства; рас0положение гибкой части щита в виде перевернутого усеченного конуса, опирающегося на жесткую базу., а боковой поверхностью на наклонную поверхность рудного тела через прос5лойку из отбитой руды, обеспечивает заициту пневмобсшлонов от буровзрывных работ.

ГИБКИЙ ЩИТ, включающий жесткое перекрытие, размещенные н нем пневмобаллоны, соединенные ме / /// 2 f 1310 1013 18 собой и заполненные рабочей средой под давлением, напорную магистраль, защитную сетку, гибкое полотенце и тяговые ветви, связанные с гибким полотенцем и охватывающие снизу и сверху пневмобаллоны, о т л и ч а ю1д и и с я тем, что, с целью повышекия надежности работы щита в условиях разработки трубкообразных рудных тел за счет обеспечения полного перекрытия выработки, жесткое перекрытие выполнено в форме треугольника, а пневмобаллоны соединены между собой последовательно по спирали, при этом тяговые ветви расположены и соединены с пневмобаллоftatm. посредством охватывающих их хомутов.