Механизированная крепь Советский патент 1985 года по МПК E21D23/00 

Изобретение относится к подземной разработке угольных пластов пологого и наклонного падения, а именно к механизированным крепям, предназначенным для крепления очистных забоев.

Известна механизированная крепь, включающая секции с гидростойками, направляющие балки и механизм боковой устойчивости, содержащий пакет рессор, одни концы которых закреплены с помощью хомутов и винтов на основании секции, а другие опираются на верхнюю поверхность направляющей балки 1.

Однако у крепи недостаточное усилие восстановления секции при изменении гипсометрии и угла падения пласта, ограниченность регулировки усилия рессор.

Наиболее близкой к предлагаемой является механизированная крепь, включающая секции, состоящие из основания, гидростоек и перекрытия, установленные между ними направляющие балки, механизм удержания секции, выполненный в виде двуплечего рычага, щарнирно закрепленного на основании и взаимодействующего одним плечом со щтоком гидропатрона, встроенного в основание, а другим - с нижерасположенной направляющей балкой 2.

Недостатками известной крепи являются нарущение взаимодействия двуплечего рычага с направляющей балкой, вследствии ограниченного хода гидропатрона и схода одного из рычагов с направляющей балки при переменной гипсометрии, низкая эффективность поддержания кровли и передвижки секций при наличии уступов и при слабой почве.

Цель изобретения - повышение надежности поддержания кровли и сохранение устойчивости секции при передвижке на нак онных пластах.

Поставленная цель достигается тем, что в механизированной крепи, включающей секции, состоящие из основания, гидростоек и перекрытия, установленные между ними направляющие балки, механизм удержания секции, выполненный в виде двуплечего рычага, шарнирно закрепленного на основании с возможностью взаимодействия одним плечом со щтоком гидропатрона, встроенного в основание, а другим - с нижерасположенной направляющей балкой, каждая секция снабжена дополнительным двуплечим рычагом, расположенным симметрично первому относительно гидропатрона и щарнирно закрепленным на основании с возможностью взаимодействия одним плечом с выщерасположенной направляющей балкой, а другим - с плечом первого рычага, взаимодействующего со щтоком гидропатрона.

На фиг. 1 изображена механизированная крепь, общий вид со стороны конвейера (забоя); на фиг. 2 - крепь, общий вид, вид сверху; на фиг. 3 - то же, вид сбоку; на фиг. 4 - схема работы предложенной механизированной крепи на пологих пластах с малым углом падения или его отсутствии; на фиг. 5 - схема работы на наклонных пластах и с переменной гипсометрией, где для с лучщего восприятия приведено утрированное состояние механизированной крепи, как если бы она находилась в состоянии неуправляемой потери устойчивости с нерациональными параметрами устройства.

Механизированная крепь состоит из сек0 ций, имеющих основание 1, перекрытие 2, гидростойки 3, гидродомкраты передвижения 4, направляющих балок 5 с щарнирами 6 для связи с конвейером 7.

Механизм продольного и поперечного уп равления положением основания выполнен из двуплечих рычагов 8, одно плечо которых опирается на направляющие балки 5, а второе - на гидропатрон 9, вмонтированный в основание 1. Двуплечие рычаги 8 закреплены с помощью щарниров 10 на основании 1 симмерично относительно гидропатрона 9, расположенного на продольной оси секции. При этом внутренние концы плеч рычагов взаимодействуют между собой так, что плечо 11 рычага, расположенного со стороны восстания пласта, опирается на

плечо 12 рычага, расположенного со стороны падения пласта и подпираемого гидропатроном 9.

Гидропатрон 9 через гидрораспределитель или отдельную гидромагистраль соединен с гидросистемой крепи. В последнем случае отдельная гидромагистраль через редукционный клапан запитывается от насосной станции с определенным давлением. Гидропатрон может постоянно находиться под давлением рабочей жидкости.

Устройство механизированной крепи функционирует следующим образом.

В исходном статическом положении механизированная крепь расперта между кровлей и почвой. Перед передвижкой секции гидростойки 3 (на фиг. 4 и 5 PI и Р2) частично раз0 гружаются. При этом основание 1 секции автоматически поднимается над почвой на такую же величину, а перекрытие постоянно остается в контакте с кровлей.

Направленное перемещение секций обеспечивается направляющими балками 5. Устойчивое положение секции при передвижке обеспечивается благодаря взаимодействию внещних концов плеч рычагов 8 с направляющими балками 5. При этом на пластах с малыми углами падения усилие гидроQ патрона РО создает практически равные реакции взаимодействия с направляющими балками внещних плеч рычагов со стороны падения К„ и восстания R пласта (фиг. 4), т. е. например, при равноплечих рычагах

Po Rn-hR p и

где G масса секции и усилие подпора перекрытия к кровле.

На наклонных пластах или с переменной гипсометрией благодаря тому, что внутренние концы плеч 1 рычагов расположенных со стороны восстания пласта, опираются на плечи 12 рычагов, расположенных со стороны падения пласта, которые подпираются гидропатронами 9, осуществляется перераспределение реакций от внешних плеч рычагов со стороны восстания пласта Rt (которую надо уменьшить), к плечам рычагов со стороны падения пласта Rn, которую надо увеличить. Пропорционально увеличение угла падения пласта а„а, или изменению гипсометрии . меньшается RU и увеличивается Rn, т. е.:

Кп naq. Кгилс.

При граничном состоянии устойчивости системы механизированная крепь - боковые породы все усилие гидропатрона Ро реализуется в реакцию восстановления секции Rn, которая удваивается, т. е. при а предельном (фиг. 5) .

Этим при передвижке секции обеспечивается автоматическое поперечное управление положением секции на. наклонных пластах, с переменной гипсометрией при постоянном усилии гидропатрона РО, благодаря

автоматическому перераспределению реакций от RB к Rn или наоборот в зависимости от того, возрастает угол падения пласта или убывает (положительная локальная гипсометрия или отрицательная).

Продольное управление положением основания секции обеспечивается путем частичной разгрузки стоек Pi и Р2 секции с одновременным . автоматическим подъемом основания над почвой на такую же величину. Если в процессе передвижки секции встречаются неровности кровли, например, типа горба, то устройство обеспечивает автоматическое его огибание путем сокраш,ения длины плунжера гидропатрона, благодаря возврату части рабочей жид кости в гидромагистраль и наоборот.

Предлагаемое устройство во всех случаях обеспечивает параллельное расположение передней части основания секции относительно почвы, а, следовательно, аналогичное

0 положение перекрытия относительно кровли, с постоянным контактом и подпором, что повышает устойчивость кровли, в том числе при нарушенной уступами почве и создает предпосылки для автоматизации механизированной крепи.

МЕХАНИЗИРОВАННАЯ КРЕПЬ, включающая секции, состоящие из основания, гидростоек и перекрытия, установленные между ними направляющие балки, механизм удержания секции, выполненный в виде двуплечего рычага, шарнирно закрепленного на основании с возможностью взаимодействия одним плечом со штоком гидропатрона, встроенного в основание, а другим - с нижерасположенной направляющей балкой, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности поддержания кровли и сохранения устойчивости секции при передвижке на наклонных пластах, каждая секция снабжена дополнительным двуплечим рычагом, расположенным симметрично первому относительно гидропатрона и шарнирно закрепленным на основании с возможностью взаимодействия одним плечом с вышерасположенной направляющей балкой, а другим - с плечом первого рычага, взаимодействующего со штоком гидропатрона.

nS

И

П

I 1-1

Фиг.5