Механизированный комплекс для крутых пластов Советский патент 1984 года по МПК E21D23/00 

Изобретение относится к устройствам для разработки крутопадающнх месторождений, в частности угольных пластов, и может быть использовано при добыче полезных ископаемых подземным способом с использованием механизированных: комплексов.

Известно устройство,разрабатывающее крутозалегающие угольные пласты,которое состоит из проходящего во всей длине лавы и содержащего, звенья лестницеобразного несущего и направляющего каркаса, продольная балка которого со стороны очистного забоя образует направляющую для угольного струга, а продольная балка со стороны закладки несет закладочную стенку. Обе продольные балки соединены перекладинами, которые образо- BaHbJ подпорными каркасами, имеющими распертые между кровлей и почвой стойки 1.

Однако данное устройства тяжело и громоздко, при разработке отдельные опорные каркасы у подошвы штрека снимаются, а у головного штрека их приходится снова монтировать.

Наиболее близким к предлагаемо-™ му являет-ся механизированный комплекс для крутых пластов, содержа щий лестницеобразный каркас из продольных и поперечных балок, между которыми размещены секции гидравлической крепи, имеющие основание, перекрытие и гидростойки, связанные с , поперечными балками, направляющую для выемочной машины, установленную на расположенной с забойной стороны продольной балке, причем пг одольные балки выполнены из звеньев и соединены между собой шарнирно в плоскости пласта,при этом секция крепи шарнирно связаны с цилиндрами .гидродомкратов перемещения,установленых в поперечных балках, штоки которых шарнирно связаны с поперечными балками 2.

Однако указанное устройство также громоздко, установка его в круто падающую лаву требует значительного времени и трудозатрат.

Целью изобретения является упрощение конструкции, при одновременном повьш1ении эффективности и облегче- нии монтажа и демонтажа.

Поставленная цель достигается тем, что в механизированном комплексе для крутых пластов, содержащем лестницеобразный каркас из продоль-

ных и поперечных балок, между которыми разме1дены секции гидравлической крепи, имеющие основание, перекрытие и гидростойки, связанные с

поперечными балками, направляющую для выемочной-машины, установленную на расположенной с забойной стороны продольной балке, причем продольные балки выполнены из звеньев и соединены между собой шарнирно в плоскости пласта, а секции крепи шарнирно . связаны с цилиндрами гидродомкратов перемещения, установленных в поперечных балках, штоки которых связаны с поперечными балками, каркас выполнен из отдельных П-образных рам,. каждая из которых содержит поперечную и два звена продольных балок, при этом поперечные балки соединены с продольными посредством вертикальных шарниров.

Звенья продольных балок могут быть выполнены телескопическими.

Секции могут быть снабжены свя- занными тягой пластинчатыми пружинами, посредством которых стойки соединены у основания и перекрытия.

Кроме того, поперечные балки могут быть снабжены установленными на них поворотными в плоскости основания планками, посредством которых поперечные балки соединены с гидро- домкратами перемещения.

На фиг,I схематически показан механизированный комплекс в крутопадаю щей лаве в плане; на фиг.2 - несколько секций у верхнего головного штре- : ка;на фиг.З - вид А на 4иг.2;на фиг.4 секции механизированного комплекса .в плане (стойки крепежных элементов доказаны в разрезе), на4иг,5- секция в лаве, поперечное сечение; на фиг.6-разрез Б-Б на фиг.5; на фиг.7 - вид В на фиг.5, на фиг.8 - механизированный комплекс со стороны головного штрека с опускающим устройством для введения отдельш 1х участков в лаву; на фиг.9 - разрез ГтГ на фиг.8; на фиг.10 - механизированный комплекс со стороны штрека С часть опускающе- го устройства отсутствует, а комплекс подвешен на направляющих салаз ках); на фиг.И - вариант выполнения механизированного комплекса в верхнем конце добывающей лавы, вид со стороны закладки.

Между штреками 1 расположена сов диняющая крутопадающая очистная ла- ва 2, ограниченная угольным забоем , 3 и закладываемым пространством 4. В крутопадающей лаве 2 установлен механизированный комплекс 5, содержащий лертницеобразный несущий и направляющий каркас 6, который проходит по всей длине лавы, К нему присоединены и им направляются отдельные секции 7 гидравлической крепи. Несущий и направляющий каркас 6 состоит из двух параллельных продольных балок 8 и 9,соединенных друг с дру гом посредством поперечных балок 10 в лестницеобразный каркас. Секции 7 располагаются между двумя соседними поперечными балками Ю. На расположенной со стороны забоя продольной балке 9 установлена направляющая 11 для добывающей машины, например угольного струга 12. Вместо угольного струга 12 могут применяться также врубовые-, машины и другое добывающее оборудование. Обе продольные балки 8 и 9 состо из звеньев, которые по концам через тифтовые щарниры 13- с проходящими в направлении разработки осями шарнир , соединены друг с другом подвижно в пло кости пласта. Каждая продольная балка 8 и 9 состоит, таким образом, из гибких балок, которые могут подгоняться к ходу и неровностям почвы 14 пласта. Отрезки продольных балок В и 9 могут иметь на нижней стороне выступы в виде скользящих лыж 15, при помощи которых отрезок балки около его опирается на почву пласта.. Звенья продольных балок 8 и 9 соединены посредством перекладинообразных поперечных балок 10, которые, в свою очередь, шарнирно присоединены к продольным балкам (фиг.5) посредством присоединительных шарниров 16, которые состоят из штифтовых соединений с перпендикулярными основаниюосями шарниров. Благодаря таким шарнирным соединениям возможны установочные движения лестнидеобразного несущего и направляющего каркаса 6 при приспособлении к соответствующим условиям эксплуата ции, при этом лестницеобразный несущий и направляющий каркас 6 позво- ляет производить установку на слегка опрокинутый очистной забой 3. В этом случае поля между перекладинообразными поперечными балками 10 лестницеобразного несущего и направляющего каркаса 6 не прямоугольные, а ромбообразные. Учитывая названные установочные движения, звенья прО дольных балок могут быть выполнены телескопическими с возможностью изменения их длины. Между частями балки может быть установлен гидравлический цилиндр 17, присоединенный шарнирно. Весь лестницеобразный несущий и направляющий каркас 6 выполнен в виде двойной пластинчатой цепи, пластинчатые цепи которой, образованные продольными балками 8 и 9, соединены между собой посредством шарнирно присоединенных перекладинообразных поперечных балок 10. Установленные между поперечными башками 10 секции 7 крепи присоединены лишь (к верхним по наклону поперечным балкам. Секции 7 крепи содержат четыре расположенные по прямоугольнику гидравлические стойки 18, попарно соединенные верхняками 19. Стойки 18 соединены между собой через пластинчатые пружины 20, связывающие также их опоры 21, при этом оба соединения из пластинчатых пружин 20 обеих пар стоек, в свою очередь, в средней зоне соединены через пластинчато-пружинное соединение 22. Таким образом, создана Н-образная пластинчато-пружинная система, которая делает возможной независимую установку по высоте стоек 18 для пригонки к неровностям лежачего бо- ка месторождения. На некотором расстоянии от этой пластинчато-пружинной системы верхние концы цилиндров стоек 18 соединены через соответствующую Н-образнуюпластинчато-пружин|ную систему, которая образована плас.тинчатыми пружинами 23 и 24 (фиг.З, |5 и 7J. Подвеска секций 7 крепи на соответ|ствугощих верхних поперечных баггках 10 осуществлена через подающие устройства, имеющие гидравлический цилиндр 25 ПОД2.ЧИ двойного действия со штоком 26 поршня (фиг.З, 4 и б). С цилиндром 25 секция 7 соединена через тяговый элемент, состоящий из нижней пары серег 27 и отдельной верхней серьги-28. Серьги 27 и 28 одними из концов через шарниры 29 и 30, оси которых расположены в направлении .разработки, присоединены к закрепленному на соответствующем цилиндре 25 соединительному узлу 31. Обе параллельных серьги 27 другими концами через шарниры 32 с осями, расположенными в направлении разработки, связаны с соединительны ми элементами 33, которые прикреплены на середине пружинного соединения 22, Верхняя серьга через шар- НИР 34 связана с соединительным элементом 35, который помещен посередине верхнего пружинного соединения с нижней стороны.Благодаря связи секции 7 с шаговым цилиндром 25 возможна установка в большом диа пазоне по высоте крепежного элемента для подгонки к неровностям лежачего бока месторождения, при этом стойки 18 секции 7 одновременно удерживаются от косой установки и опрокидывания по падению пласта. Поскольку цилиндр 25 может вращаться вокруг поршня, одновременно достигается возможность поворота секции 7 относительно поперечной балки 10. Секции 7 подающими устройствами в направлении подачи соединены с возможностью изменения угла с поперечными балками 10. Для этого на по перечных балках 10 помещены П-образ ные поворотные планки 36, которые передними концами через шарнир 37 соединень с поперечными балками 10. К шарниру 37 присоединен также пере ний конец штока 26 поршня соответствующего шагового цилиндра 25 на поворотной планке. Шарнирное соединение 37 выполнено таким образом, что поворотная планка 36 вместе с шаговым цилиндром 25 повора ивается в параллельной лежачему боку месторождения плоскости относительно поперечной балки 10, при этом соответ ствующее положение поворота может быть зафиксировано. Поперечная балка 10 на конце со стороны закладки имеет пластину 38, которая перекрыта закрепленной на обратном конце поворотной планки 36 контрпластиной 39 (фиг.З и 6). Обе пластины 38 и 39 через дугообразную прорезь 40 перемещаются друг относительно друга и через штифтовое соединение 41 закрепляются друг относительно друга в сбответствующем положении поворота. Таким образом, поворотная планка 36 с шаговым цилиндром 25 может поворачиваться на угол :Сотносительно поперечной балки 10 из среднего положения в обе стороны на определенную величину, например 3, и может крепиться в соответствующем положении поворота при помощи вставного штифта. В результате секции 7 крепи могут направляться так, .что они при каждом шаге в направлении разработки незначительно смещаются вверх по наклону пласта,благодаря чему компенсируются смещение по падению пласта или представляется возможность устанавливать весь лестницеобразный несущий и направляющий каркас 6 на очистной забой, поставленный под углом к падению пласта. Направляющая 11 для добывающей машины также состоит из отдельных направляющих звеньев. Дпя установки струга 12 или другой добывающей машины направляющая 11 вместе со звеньями продольной балки 9 поворачивается незначительно вокруг проходящей в продольном направлении очист ного забоя оси вверх и вниз. С этой целью шарниры 16 выполнены с возмож ностью поворота вокруг проходящей вдоль очистного забоя шарнирной оси (фиг.5). Между балками 10 и продольными балками 9 на определенном рас- стоянии друг от друга шарнирно ус( тановлены гидравлические установочные цилиндры 42, с помощью которых может осуществляться угловая установка направляющей 1I для добывающей машины по стрелке Р на фиг.5. На продольной балке 8, обращенной к закладке, расположено устанавливаемое, по высоте при помощи гидравлического цилиндра 43 ограждение 44 закладки, которое отделяет пространство лавы по всей высоте от пространства 4 закладки. На продольной балке 9, обращенной к лаве, помещено устанавливаемое по высоте при помощи гидравлического цилиндра 45 ограждение 46, которое отделяет по всей высоте пространство разработки от пространства лавы. Шарниры 13, которыми звенья балок соединены друг с другом, выполнены как быстрбразъемные штифтовые соединения. Лестницеобразный несущий и направляющий каркас 6 состоит поэтому из множества расположенныхв ряд друг за другом отрезков, каждый из которых включает в себя кладинообразную поперечную балку 10 и соединенные с ней шарнирами 16 звенья продольных балок 8 и 9 в П-образную раму. Образованные П-образными рамами участки создают вместе с секциями 7 крепи, присое- диненньпдак поперечным балкам 10 через (Механизм подачи, транспортный блок, который из головного штрека I может быть введен в 2, после чего транспортный блок посредством шти гтового шарнирного соединения 13 сое диняется -суже находящимися в лаве продольным отрезком несущего и направляющего каркаса 6. . На фиг.8 и 9 представлено устрой ство для введения транспортного бло ка, В головном штреке.1 по рельсам 47 направляются салазки 48 в направ лении разработки, соединенные мини- мум через один шаговый цилиндр двой ного действия 49 с вторыми салазками 50, которые могут иметь привод 51 для добывающей машины и также опираются на рельсы 47. Рельсы 47 целесообразно закрепить при помо- щи анкеров в штреке Г. На сапазках 48 в шарнирах 52 установлен опрокидываемый стол 53, кото рый из головного штрека 1 выступает в крутопадающую лаву 2 и здесь опирается на плоскую выемку 54 лежачего бока месторождения. На столе установлен подающий ползун 55, которы посредством гидравлического подающего цилиндра 56 из поднятого положения, (фиг.8 может опускаться вплоть до входа в лаву. Подающий цилиндр 56 размещен в столе и соединяется щтоком 57 поршня в шарнирах 58 с подающим ползуном 55. Монтаж осуществляется следующим Ъбразом. В-лаву помещены три секции комплекса 5 с секциями 7 крепи (фиг.8). Секции комплекса 5 соединены между собой через щтифтовые шарнирные соединения 13, образуя продольные балки 8 и 9, Каждая секция механизированного комш1екса 5 имеет образованную перекладинообразной поперечной балкой 10 и двумя звеньями балок 8 и 9 П-образную раму, Скоторрй секции 7 крепи через механизм подачи соединены в транспортный блок. Установленные в лаве секции механизированного т ;омш1екса 5 удерживаются от сползания по падению пласта посредством того, что самай верхняя се ция закреплена на с.толе 53, напри-. мер, посредством штифтов 59, которы укреплены на столе 53 и входят в штифтовые отверстия звеньев балож 11 8 8и 9 соответствующей секции комплекса 5. Штифты 59 могут перемещаться ,при помощи специального пускового устройства, например гидравлического пускового цилиндра. На сдвинутый вверх подающий, ползун 55 помещается следующая секция механизированного комплекса 5, которая также включает образованную поперечной балкой 10 и звеньями балок 8 и 9П-образную раму с секцией 7 кре- пи. Установка ее на подающем ползуне 55 может происходить, например, .посредством тали 60, которая присоединена к креплению 61 штрека. Секция .комплекса 5 крепится на подающем ползуне 55 посредством штифтов 62, которые также могут перемещаться посредством гидравлического цилиндра или другого устройства. После этого подающий ползун 55 посредством перемещения подающего цилиндра 56 опускается до тех пор, пока не встретятся концы звеньев балок 8 и 9 мои- тируемой и j)aHee установленной секций- механизированного комплекса 5, образуя шарнирное соединение 13. Далее штифты 59 cшiмaютcя и монтируемый участок опускается в лаву посредством дальнейшего опускания подающего ползуна 55, при этом монтируемая секция комплекса 5 занимает положение перед ранее установленной секцией комплекса 5. После этого снова устанавливаются штифты 59 и подаюш й ползун 55 после освобождения штифтов 62 поднимается R верхнее положение (фиг.8). Аналогичным образом монтируются следующие секции. Как только весь механизированный комплекс 5 введен в лаву 2 из гололного штрека 1, раздвигаются гидравлические стойки 18 секций 7 крепи и меха изированньй комплекс фиксиPXejcji в наклонной лаве. При этом в комплексе утке установле1«, звенья направляющей 11 для добывающей машины, а такжеотрезки ограждения 44 закладки и ограждения 46. После монтажа всего механнзнрованного комплекса 5 опрокидываемый стол 53 с подающим ползуном 55 посредством освобожден}1я шарнирного сое- Д1:1нения 52 снимается с салазок 48. Салазки 48(фиг.10) соединяются с последней секцией комплекса 5, например, через штангу или цепную передачу 63, благодаря чему весь механизированный комплекс дополни- тельно удерживается от сползания Дв некоторых случаях можно отказать ся от дополнительного крепления. Во время добычи полезного ископаемого секции 7 крепи подаются в направлении разработки относительно лестницеобразного несущего и направ лякидего каркаса 6, после чего пос- редством противоположной нагрузки шаговых цилиндров 25 несущий и направляющий каркас 6 смещается следом на один шаг или постепенно. Салазки 48 и 50 при помощи шагового цилиндра 49 аналогичным образом подаются в направлении разработки по рельсам 47, На фиг.4 и 11 представлен вариан выполнения устройства для введения и опускания разрабатывающего устрой ства. Такое устройство в области верхнего конца лавы 2 имеет с обеих сторон механизированного комплекса по одному гидроцилиндру 64, опиракгщемуся через щарнир 65 на анкер 66, который посредством гидравлической анкерной стойки 67 зажат между почвой и кровлей. Оба анкера 66 несут лыжи68, на которые опираются продольные балки 8 и 9. На лыжах 68 помещены включаемые посредством гидравлического цилиндра 69 ригельные штифты 70, при помощи которых может закрепиться введенный в лаву отрезок разрабатывающего устройства от соскальзывания по падению пласта Оба .анкера 66 через промежуточные балки 71 соединены с анкерами 72, каждый из которых также пос1 едством гидравлической анкерной стойки 73 кожет закрепляться в лаве. Шток пор ня гидроцилиндра 64 соединен через шарнир 74 с лыжей 75., которая подде живает и направляет соответствующую продольную балку 8 (9 }. На несущих лыжи частях помещен следующий ригельный штифт 76, который включается при помощи гидравлического включающего цилиндра 77 и посредством которого введенный в лаву участок механизированного комплекса 5 может стопориться штоком поршня гидроцилиндра 64. Опускающее устройство работает следующим образом. В лаву 2 введены четыре секции комплекса 5, которые соединены друг с другом через штифтовые шарниры 13 (фиг. 1 l| . Чтобы ввести следующую секцию комплекса 5 ее в головном О1треке 1 соединяют с последней из установленных секций комплекса 5 через пггифтовые шарниры 13. Выдвинутые гидроцилиндры 64 зацепляются ригельными штифтами 76 со звеньями балок 8 и 9 пр след- ней смонтированной секции комплекса 5. После освобождения штифтов 70 посредством перемещения гидроцилин- дра 64 вся цепь секций комплекса 5 опускается в лаву 2, при этом послед няя секция комплекса 5 вытягивается из головного штрека 1 в лаву 2. После этого штифты 70 снова устанавливаются, а штифты 76 освобождаются, чтобы выдвинуть гидроцилиндр 64 и опустить следующий участок в лаву. Как только весь механизированный комплекс введен в лаву 2, описанное опускающее устройство может быть извлечено из лавы. Дпя того, чтобы секции 7 крепи могли перемещаться с достаточно боль шим шагом, рекомендуется установить расстояние между продольными балками 8 и 9 таким , чтобы оно примерно соответствовало двойному шагу перемещения секций 7 крепи . Во время по дачи секции 7 крепи направляются перекладинообразными поперечными балками в подвешенном, состоянии с воз можностью регулировки по высоте. Благодаря шарнирному соединению поперечных балок с продольными возможно смещение продольных балок в виде параллелограмма, чтобы можно было работать с опрокинутым очистным забоем или устанавливать угол опрокидывания очистного забоя. В описан-. ном варианте исполнения лестницеоб- разный несущий и направляющий каркас 6 образован из отдельных П-образных рам, которые через шарнирные соединения сочленены вместе. Вместо этого можно отдельные звенья несущего| и направляющего каркаса 6 образовать из,1-образных рам, при зтом перекладинообразные поперечные балки расположены в средней зоне между двумя звеньями балок 8 и 9. Демонтаж разрабатывающего устройства из лавы происходит в обратном порядке при помощи описанного опускающего устройства. Предла гаемый механизированный комплекс имеет достаточно простую конструкцию, подвижность отдельных его звеньев обеспечивает приспособлепие к соответствующим условиям эксп.пуатации, направленность перемещения при монтаже и депонтаже.

1. МЕХАЖЗИРОВАННЬЙ КОМПЛЕКС ДПЯ КРУТЫХ ПЛАСТОВ, содержащий лестницеобраз1с 1й каркас из продоль-ных и поперечных балок, между кото- ;рыми размещены секции гидравличес- .кой крепи, имеющие основание, пере- крытие и гидростойки, саязанные с поперечными балками, направляющую для выемочной машины, установленную ,на расположенной с забойной стороны Продольной балке, причем продольные .балки выполнены из звеньев и соединены между собой шарнирно в плоскости пласта, а секции крепи шарнирно связаны с цилиндрами гидродомкратов перемещения, установленных в поперечных балках, штоки которых шарнирно связаны с поперечными балками, . отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции при /одновременном повышении эффективности и облегчении моцтажа и демонтажа,каркас ,выполнен из отдельнь1х П-образных рам, каждая из которых содержит поперечную и два звена продольных балок, при этом поперечные балки соединены с продольными посредством верти кальных шарниров. 2.Комплекс по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что звенья продоль,ных балок выполнены телескопическими. (У) 3.Комплекс по пп. 1 и- 2, о т - ли чающийся тем, что секции снабжены связанными тягой пластин.чатыми пружинами, посредством которых стойки соединены у основания и перекрытия. 4.Комплекс по пп.1-3, о т л и чающийся тем, что поперечные со го балки снабжены установленными на них поворотными в плоскости основа1 ;о со ния планками, посредством которых поперечные балки соединены с гидро- домкратами перемещения..

уХХ у У у у Х ХУ XXX/ХХ j Jf -..Хх

. . ,,.,, .

у у, , jf

Л

ФИ1.1

BudA

fvyf

Вид В

flj-jfi j

о о

21

2

Фиг

50

48

Фиг. 9 Фиг.10