Секция механизированной крепи Советский патент 1986 года по МПК E21D23/04 

Изобретение относится к добыче полезных ископаемых подземным способом, в частности к креплению очистных забоев угольных шахт механизированными крепями .поддерживающего и оградительно-поддерживающего типа.

Целью изобретения является повышение надежности работы секции при управлении горным да влением в уело- ВИЯХ труднообрушаемых кровель. .

На чертеже изображена секция механизированной крепи.

Секция крепи состоит из козырька 1, перекрытия 2, соединенного с ограждением 3, которое, в свою очередь, шарнирно закреппено на основании 4. Перекрытие 2 поддерживается гидравлическими стойками 5. Тягами 6 рессорные пластины 7 соединены с козырьком 1, перекрытием 2, ограждением 3 посредством шарнира через проушины с пазом. Штоки гидропатронов 8 связаны шарнирно с рессорными пластинами 7, а гидроцилиндры гидропатронов 8 соединены жестко с оградительно-поддерживающими элементами 1, 2 и 3. Гидропатроны 8 и гидростойки 5 сообщены гидромагистралью 9, образуя с упругими рессорными пластинами 7 замкнутую гидромеханическую систему активного управления

горным давлением. I

Секция механизированной крепи работает следукнцим образом.

В момент проявления динамических нагрузок при внезапном обрушении непосредственной кровли в любом месте секции крепи блоки породы ударяют по упругим рессорным пластинам.7. Они перемещаются вниз вместе с тягами 6 и с штоками гидропатронов 8, которые вследствие деформации упругих пластин 7 работают как упругие опоры. При siTOM упругие рессорные пластины и гидропатроны гасят энергию ударной нагрузки на контакте крепи с боковыми породами и передают на ограждение, козырек, перекрытие и на все другие элементы секции крепи нарастающую динамическую нагрузку.

При динамических явлениях первыми срабатьшают гидропатроны с упругими рессорными элементами, так как нагрузка вначале возрастает на контакт крепи с кровлей, а затем передается на гидростойку. Поэтому в процессе перемещения штоков гидропатронов од

новременно начинает осуществляться распор гидростоек крепи.

При условии , где Р - динами-. ческая нагрузка, действукхцая на козырек, перекрытие и ограждение; F - величина начального распора гидросто- ек, происходит мгновенное перемещение штока гидропатрона и жидкость из гидроцилиндра гидропатрона выдавливается в гидростойки. Б верхних полостях гидростоек давление резко возрастает, что приводит к мгновенному их распору. Распор гидростоек происходит до тех пор, пока давление в обоих полостях гидростоек не уравновесится Р Р, где Р., - давление в верхней полост,и гидростойки; давление в нижней полости гидростойки.

При перемещении щтоков гидропатро

нов вниз поршни выдавливают часть . рабочей жидкости из гидроцилиндров, которая поступает в гидростойки 5, так как гидросистема является замкнутой, вследствие чего штоки гидростоек 5 выдвигаются и секция крепи рабо тает-в режиме предохранительной податливости. Ход штока гидростойки под действием вытесненной из гидропатрона рабочей жидкости равняется величине хода штока гидропатрона. Благодаря этой податливости крепи снижаются ударные динамические нагрузки.

Так как зоны действия гидропатронов перекрываются, то ограничение ударных нагрузок при проявлении горного давления активно происходит по всему контуру взаимодействия крепи с боковыми породами, осуществляется активное управление горным давлением и улучшается взаимодействие секции крепи с кровлей.

Активное управление горным давлением позволяет ограничить величину смещения горных пород и обеспечивает регулирование этого смещения в заданных диапазонах.

Кроме того, активное управление горным давлением позволяет исключить « зажатие секции, так как величина про- прогиба рессор за счет гидропатронов и гидравлической связи их с гидростойками компенсируется вьщвижкой штоков гидрострек. ..

Рессорные упругие элементы выполняют роль предохранительного клапана гидростоек, потому что их деформация происходит при усилии, равном настройке клапана. Поэтому за счет

активного управления регулируется реакция крепи на проявление горного давления, В связи с этим сохраняется постоянньш контакт оградительно- поддерживающих элементов крепи с кровлей пласта, что повышает боковую устойчивость механизированной крепи.

Поскольку при работе крепи в режиме предохранительной податливости и гашения удара при падении бло- ков породы основные элементы секции не испытывают ударных нагрузок и гибкие пластины-рессоры выполняют функции оградительных и поддерживающих щитов, то предлагаемая конструкция секции позволяет повысить несущую способнрсть механизированной крепи и ее функциональную надежность, при этом крепи обладают меньшей металлоемкостью конструкции, рассчитанной по номинальным усилиям в гидростойках, чем все серийно выпускаемые крепи, и надежно работают под зависакхцими и блочно обрушакщи- мися породами непосредственной кровли. Это значительно упрощает конструкцию и гидромеханическую схему крепи.

Так как после компенсации динамического удара rtiacтина-реесора под действием упругой деформации перемещается вверх и вытягивает шток гиропатрона, то под поршнем гидроцилиндра создается пространство для

Редактор И.Рыбченко

Составитель З.Кпасова

Техред Н.Бонкало Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1625/41 Тираж 470Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал Ш1П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

рабочей жидкости. При включении секции крепи в режим распора и при подаче рабочей жидкости в гидростойку из-за наличия этого объема и меньше-

го гидравлического сопротивления рабочая жидкость из гидромагистраля поступает вначале в гидропатрон, а затем в гидростойку на распор. Бла- тодаря этому система возвращается в

исходное положение и секция крепи имеет предварительный распор.

При начальном распоре гидростойки рессора не деформируется, так как усилие распора выбирается меньшим

усилия деформации рессоры.

В режиме снятия распора поддерживающая часть секции опускается, а упругая пластина за счет восстановления сил упругой деформации поднимается вверх совместно с поршнем гидропатрона.

Система управления горньм давлением выполнена на однотипных эпементах, что позволяет унифицировать узлы крепи.

Таким образом, применение предлагаемой секции механизированной крепи позволяет ограничить динамические нагрузки по всему контуру взаимодействия крепи с боковыми породами, повысить надежность крепи при активном управлении в условиях труд- нообрушаемых кровель н большого проявления горного давления.