Щит для разработки мощных крутых пластов Советский патент 1986 года по МПК E21D19/04 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а конкретно к щитовым перекрытиям для разработки мощных крутых пластов угля.

Цель изобретения - повышение надежности щита путем обеспечения автоматической компенсации деформаций элементов блоков щита в процессе эксплуатации, повышение надежности работы гидродомкратов опор блоков, а также увеличение быстна фиг. 2 - то же, вид снизу; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1.

Щит для разработки мощных крутых

ка i установлены фиксирующие узлы, выполненные с ограничителями 39, в которых расположены пальцы 40 для крепления стяжек 7 и 8 на торцах накатника 1. По периметру щита закреплены защитные металлические фартуки 41, сверху щит накрыт несколькими слоями металлической сетки 42. Монтаж щита производят следующим образом.

По простиранию пласта на почву рассечродействия дополнительного гидродомкрата. 10 ки укладывают нижние пояса 10, на кото- На фиг. 1 изображен щит, вид сбоку;рые укладывают деревянные накатины 2 и

устанавливают фиксирующие узлы с ограничителями 39 и защитные фартуки 41. В процессе укладки накатин 2 их группируют

...,,. ..,. ,... .„„,.„.,. „ ,„.„в блоки и укладывают стяжки 7 и 8 в огпластов столбами по паден ию включает раничители 39 фиксирующих узлов, с по- уложенный вкрест простирания пласта де-мощью хомутов к накатинам 2 крепят верхревянный накатник 1, содержащий отдель-ние части 5 опор 3, устанавливают в гнезные блоки 2 из нескольких накатин, объ-Да верхних частей 5 гидродомкрат 6 плунединенныхопорамиЗ, состоящими из нижнихжер 14 которого при этбм втянут, проу4 и верхних 5 частей, и гидродомкратов 6 20 У 8 головки штока И совмещают с между ними, размещенными под накатни-проушинами 29 и 30 стяжек 7 и 8, талрепами 37 и 38 осуществляют натяжение стяжек 7 и 8 до отказа. Затем в полость 16 основного гидродомкрата нагнетают

рабочую жидкость под давлением из нащитовое перекрытие с помощью распо- 25 поркой магистрали 35 через распределитель ложенных по простиранию пласта верхних23 и гидрозамок 25. При этом стяжки 7 и 8

натягиваются, а фиксирующие узлы внедряются в торцы накатин 2. Рабочую жидкость из напорной магистрали 35 через гид,.„,..„ „..„ рораспределитель 23 подают в поршневую

штока 11 и поршня 12, соосно размещенных ° часть 34 гидрозамка 25, который открывает- в одном корпусе 13 с плунжером 14 ос-ся и сообщает полость 16 основного гидродомкрата 6 со сливной магистралью. Талрепами 37 и 38 стяжки 7 и 8 натягиваются, поршни 12 и 14 занимают свои

., ..„.. .„„„ „....„ .„ крайние положения, при которых сохраняетного гидроцилиндра и поршневая полосться минимальный объем поршневых полостей

17 дополнительного цилиндра сообщена од-16 и 17. Опора 3 приобретает свое мина с другой с помощью обратного клапа-нимальное значение по высоте,

на 18, при этом полость 17 через второй

обратный клапан 19 сообщена с емкостьюПосле того, как щит частично или пол20, которая содержит подпружиненный пор- 40 ностью смонтирован из указанных блоков, шень 21 и сообщена через обратный кла-рассечка (монтажная камера) обрушается, и

обрушенные породы начинают своей массой воздействовать на деревянный накатник 1, который под тяжестью пород прогибается в средней части. Вместе с накатником 1 наГоловка штока 11 снабжена упорным коль- чинает перемещаться опора 3, которая че- цом 27 и выполнена с проушиной 28 длярез проушины 28 и палец 31 воздействует

соединения с проушинами 29 и 30 стяжекна проушины 29 и 30 стяжек 7 и 8, в по7 и 8 с помощью пальца 31. Корпус 13следних создаются добавочные напряжения,

основного гидродомкрата выполнен с гай-Чем выше нагрузка на щит, тем больше

кой 32 для фиксации гидродомкрата в вы- . добавочные напряжения в стяжках.

ком в средней его части и взаимодействующими нижними частями 4 со стяжками 7 и 8, закрепленными на торцах накатника 1. Блоки 2 соединены в единое

9 и нижних 10 металлических поясов, стяжных, соединительных и крепежных элементов (не показаны). Нижняя часть 4 опоры 8 каждого блока 2 выполнена в виде

новного гидродомкрата, и амортизатора 15, выполненного в виде пакета тарельчатых пружин, размещенных между корпусом 13 и головкой штока 11. Полость 16 основпан 22 с распределителем 23 гидросистемы шита. Полость 16 сообщена с клапанной полостью 24 гидрозамка 25 и входом регулируемого предохранительного клапана 26.

двинутом положении путем упора ее в кольцо 33, закрепленное на плунжере 14. Для целей демонтажа элементов щита поршневая полость 34 гидрозамка 25 сообщена трубопроводом с гидрораспределителем 23,

При очистных работах под щитом нагрузка на его элементы (деревянный накатник стяжки и опору) изменяется в довольно больших пределах (от О до 20- 30 тc/м). При этом минимальное знакоторый подключен к напорной 35 и слив- 55 чение нагрузки на щит, как правило, проной 36 магистралям. Для упрощения мон-является в посадки щита (независимо от вида посадки; общей или односто ронней).

тажа блоков щита стяжки 7 и 8 выполнены с талрепами 37 и 38. На торцах накатни добавочные напряжения в стяжках.

При очистных работах под щитом нагрузка на его элементы (деревянный накатник стяжки и опору) изменяется в довольно больших пределах (от О до 20- 30 тc/м). При этом минимальное знаЩит вместе с компенсатором деформаций работает следующим образом.

В процессе эксплуатации щита на него действует какое-то давление обрушенных пород, прогибая в какой-то степени деревянный накатник 1, опора 3 взаимодействует со стяжками 7 и 8, передавая на них определенные усилия. Тарельчатые пружины амортизатора 15 прижаты к корпусу 13 гидродомкрата 6.

При выемке угля под щитом из его целиков (посадке щита) в момент его свободного падения (или близко к свободному падению) нагрузка на него резко снижается. Деревянный накатник распрямляется, усилие в стяжках 7 и 8 снижается, тарельчатые пружины амортизатора 15 стремятся занять свое нормальное состояние и, взаимодействуя с головкой 27 щтока 11, смещают его вместе с поршнем 12 вниз, образуя разрежение в поршневой полости 17, что приводит к тому, что рабочая жидкость через обратный клапан 19 из емкости 20 поступает в полость 17. В следующий момент, встречая сопротивление со стороны опорных угольных целиков, нагрузка на щит начинает быстро возрастать (посадка щита длится меньше секунды). Деревянный накатник под тяжестью обрушенных пород деформируется (в пределах упругих деформаций) напряжения в элементах системы деревянный накатник - опора - стяжки возрастают.

На опору 3 воздействует определенная сжимающая осевая нагрузка, которая стремится порщни 12 и 14 посадить на дно. поршневых полостей 17 и 16. Но так как площадь поршня 12 несколько меньше площади поршня 14, рабочая жидкость из полости 17 через обратный клапан 18 выдавливается в полость 16 основного гидродомкрата. И так будет происходить в процессе работы щита: при падении нагрузки на щит рабочая жидкость засасывается в полость 17, а затем из нее нагнетается в полость 16 так, что постоянно происходит увеличение высоты опоры 3 за счет перемещения плунжера 14 вверх. Таким образом происходит компенсация остаточных деформаций на торца с накатника за счет увеличения высоты опоры 3 и система деревянный накат0 ник - опора - стяжки находится в напряженном работоспособном остоянии.

В процессе работы щита процессы, происходящие в элементах щита, происходят во время каждой выемки угля из целиков. Избыток рабочей жидкости из полостей 16

отводят через предохранительные клапаны 26 с помощью которых обеспечивают заданный режим нагрузок и напряжений в элементах щита. Для исключения возможности проседания под нагрузкой опор 3 (утечек раQ ьочей жидкости из полости 16) во время вынужденных простоев щита и для дублирования гидрозамков 26 корпусы 13 опор 3 выполнены с резьбой, с помощью которой и гаек 32 осуществляют замыкание подвижной системы плунжер 14 - корпус 13, гай5 ки 32 вращают до их упора в упорные кольца 33 плунжеров 14.

После отработки столба угля под накатины подбивают деревянные стойки. По мере демонтажа элементов щита из полостей 16 опор 3 рабочую жидкость отводят

0 в сливную магистраль 36 путем подачи рабочей жидкости из напорной магистрали 35 через гидрораспределитель 23 в порщне- вую полость 34 гидрозамка 25 для открытия последнего. При этом опора 3 сокращается, снимает напряжения в стяжках 7

и 8 и облегчает работу по вращению гаек талрепов 37 и 38 и выбивке пальцев 31.

JO/J

Фиг. З