Гидростойка шахтной крепи Советский патент 1985 года по МПК E21D15/44 

1 г Изобретение отмосится к горноруд ной промьшленности и может быть использовано для крепления горньк выработок. Известна шахтная стойка с замкну тым пйтайием, взятая в качестве про тотипа, включаю1цая корпус, внутри которого установлены вьщвижные част стойки, узел распора в виде поршня помещенного под ним полимерного раб чего тела, которое при перемешивани с отвердителем вспенивается и увели чивается в объеме. Это приводит в движение выдвижную часть стойки и создает распор, а при последующем твердении полимерного тела стойка приобретает постоянную жесткость 1 Недостатками известной стойки яв ляются низкая эксш1уата119онная долговечность и эффективность вследствие одноразовости использования пол мерного тела в узле распора и невозможности снятия распора стойки при перестановке. Если распор снимается посредством выбивания, то зт приводит к изгибу стойки, а повторная установка требует полной замены рабочего тела. Наиболее близкой к предлагаемой является гидростой са шахтной крепи, включающая центральную емкость с выд вижной частью и рабочей жидкостью, установленную в кольцевой наружной емкости, имеющей отверстие слива, заполненной вспомогательной жид- костью z . Недостаток - низкая несущая способность стойки, Целью изобретения является повышение несущей способности путем передачи нагрузки преимущественно по оси ;стойки. Поставленная цель достигается тем, что в гидростойкё шахтной, креп включающей центральную емкость с вьщ вижной частью и рабочей жидкостью, установленную в кольцевой наружной емкости, имеющей отверстие слива и заполненной вспомогательной жидкостью выдвижная часть выполнена в виде дополнительной емкости, запо ненной рабочей жидкостью, и снабжена дополнительным выдвижным элементом и демпфером, при этом демпфер установлен под дополни выдвижным элементом, в каче честве рабочей жидкости используетс вода, а в качестве вспомогательной. 3 , 2 жидкости - хладагент и.т1и теплоно- ситепь. На чертеже схематически 1 зображена стойка, разрез. Стойка содержит корпус 1 с кольцевой нарзгжной емкостью 2 и центральной полостью, образуемой Ц1шиндрической стенкой 3,- в которой помещают воду-4, В центральной полости 3 сверху воды 4 подвижно помещают цилиндрический стакан 5. В цилиндрический стакан 5 снизу помещают воду 4, а сверку помещают демпфер, состоящий из поршня 6, пружины сжатия 7, и опорный цилиндр 8. Кольцевая наружная емкость 2 снабжена отверстием 9 для залива :1ладагента или теплоносителя и отверстием 10 - для слива хладагента или теплоносителя. Стойка работает следующим образом. Подготавливают .стойку к работе, для чего в центральную полость 3 заливают определенное количество воды 4, устанавливают сверху цилиндрический стакан 5. Затем в стакан 5 заливают определенное количество воды 4, устанавливают поршень 6, пружину СЖАТИЯ 7 и опорный цилиндр 8. Устанавливают подготовленную к работе . стойку в рабочее пространство, например между почвой и кровлей вь работки. Далее при закрытом сливном отверстии 10 в кольцевую наружную ёмкость 2 через отверстие 9 для залива заливают соответствующее количество хладагента, например, жиДкой углекислоты или азота. Хладагент, охлаждая стенку 3 центральной полости, стенку цилиндрического-стакана 5 посредством конвективного теплообмена, замораживает воду А. При замерзании воды 4 ее объем увеличивается на 9-10%, что способствует перемещению вверх цилиндрического стакана 5 и опорного цилиндра 8 и стойка распирается между почвой и кровлей. В процессе развития горного давления в массиве пород; наблюдается деформащгя выработки,что влечет возрастание нагрузки на стойку. Для исключения Потери несущей способности стойки вследствие перегрузок .она имеет демпфер, состоящий из поршня 6, пружины сжатия 7, расчитанный на соответствующее усилие сжатия. При перегрузках пружина сжимается, компенсируя усилие перегрузки без потери несущей способности.

.3.

Для перемещения стойки на новое место необходимо снять распор. Для этого открывают сливное отверстие 1UJ хладагент сливается в сборную емкость и отверстие 10 закрывается. Через отверстие 9 для залива в кольцевую наружную ёмкость 2 заливают теплоноситель, например воду, при заданной температуре. Вследствие конвекции происходит оттаиванйе воды 4 под днищем далиндрического стакана 5 и под поршнем 6. Оттаивание приводит воду 4 в первоначальнее состояние и опорный цилиндр 8 цилиндрический стакан 5 под собственньм весом опускаются, снимая рас пор. Стойка переносится на новое место и устанавли:ваётся между почвой и кровлей. Сливное отверстие 10 рткрьгоается, сливается теплоноситель в сборную емкость (не показана) и отверстие 10 закрывается. Снова повторяются установочные операции, как описано ранее. Быстродействие стойки прй установке и снятии распора хУпредеЛяется конструктивно по известному теплотехническому расчету, исходя из скорости замерзания и оттаивания воды в центральной по587634

лости 3 и центральном стакане 5. Для создания равномерного замерзания и оттаивания воды высоту наружной кольцевой емкости 2 следует выбирать из условия равенства ее

сумме высот объемов воды 4, толщине

днища цилиндрического стакана 5,

высоте демпфера в нормальном состоянии (при снятом распоре), включающего поршень 6, пружину 7, днища опорного цилиндра 8 и величине раздвижки стойки (суммарному подъему столба воды 4 при замерзании). Стойка мшсет иметь как индивидуальное 15 снабжение хладагентом и теплоносителем, так и групповое - с подачей хладагента, или теплоносителя от общей (стан101и.

20 Применение воды в распорном узле в качестве рабочего тела позволяет производить многократное использование стойки без замены рабочего тела. Использование элемента подат5 ливости исключает преждевременную попотосу стойки и Создает более благоприятные условия управления кровлей, чего не позволяет делать стойка(прототип.

ГВДРОСТОЙКА ШАХТНОЙ КРЕПИ, включаклцая центральную емкость с выдвижной;. частью и рабочей жидкостью. установленную в кольцевой наружной емкости, имеющей отверстие слива и заполненной вспомогательной жидкостью, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности путем передачи нагрузки преимущественно по оси стойки,вьщвижная часть витолнена в виде дополнительной емкости, заполненной рабочей жидкостью, и снабжена дополнительным выдвижным элементом и демпфером, при этомдемпфер установлен под дополнительным вьдвижным элементом, в качестве рабочей жидкости используется вода,а в качестве вспомогательной, жидкости -хладагент или теплоноситель.