Секция механизированной крепи Советский патент 1986 года по МПК E21D23/00 

1

i Изобретение относится к добыче полезных ископаемых подземным способом, а именно к креплению очистных забоев механизированными крепями, и является дополнительным к авт. св. № 810984.

Цель изобретения - повьдаение надежности ра.боты очистной механизированной крепи при активном управлении горным давлением в условиях трудно- обрушаемой кровли и взаимодействии крепи с боковыми породами.

На фиг. 1 представлена предлагаемая секция механизированной крепи, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сзади; на фиг. Э - гндросхема крепи.

Секция состоит из перекрытия 1, соединенного шарнирно с ограждением 2, которое в свою очередь соединено с основанием 3. Перекрытие 1 поддерживается двумя гидравлическими стойками 4. Гидродомкрат передвижения 5 закреплен на основании 3. Щит 6 с одной стороны соединен с перекрытием шарниром 7 через проушину с пазом 8, а с другой стороны - с ограждением через направляиодий стержень 9, который жестко соединен со щитом и свободно вставлен в паз 10 ограждения . Рессорный элемент 11 соединен со щитом скобами 12 и болтами 13. Гибкий упругий лист 14 закреплен на щите 6 и закрывает зазор между щитом и ограждением.

Ограждение 2 поддерживается двумя гидродомкратами 15 управления. Последние соединены шарниром 16 с траверсой 17 ограждения 2, а шарнирощ 18 - с основанием 3 крепи. Штоки гидропатронов 19 связаны с помощью шарнира 20 со щитом 6 податливого ограждения 2. Гидроцилиндры гидропатронов 19 закреплены шарниром 21 на опоре 22. Последняя укреплена жестко на основании 3 крепи. Гндро- стойки 4, гидродомкраты 15 управления и гидропатроны 19 соединены общей гидромагистралью 23, образуя с упругим рессорным элементом 11 замкнутую гидромеханическую систему активного управления горным давлением Гидропатроны 19 расположены в активных зонах действия ударной нагрузки Количество гидропатронов выбирают из условия тГерекрытия их зон действия.

Секция механизированной крепи работает следующим образом.

34651X

В момент проявления динамических нагрузок при внезапном обруш1ении непосредственной кровли блоки породы ударяют по щиту 6, который перемеща5 ется в сторону ограждения с одной

стороны вместе с шарниром 7 в проуши--. не с пазом 8, ас другой - с направ- лякищм стержнем 9 через паз 10 в ограждении и со штоком гидропатронов

10 19 и сжимает рессорный элемент 11, соединенный сб щитом скобами 12 и болтами 13. Гибкий упругий лист 14 постоянно перекрывает зазоры между щитом и ограждением от попада 5 ния разрушенных пород.

При этом упругий рессорный элемент и гидропатроны гасят энергию ударной нагрузки на Контакте взаимодействия крепи с боковыми породами и передают

20 на ограждение и на все другие элементы секции крепи плавно нарастающую динамическую нагрузку.

При динамических явлениях при проявлениях горного давления в ус25 ловиях труднообрушаемых кровель первыми срабатьшают гидропатроны с упругими рессорными элементами, так как нагрузка сначала возрастает на контакте крепи с кровлей и боковыми

30 породами, а затем передается на гидростойку и гидродомкрат управления, поэтому в процессе перемещения штоков гидропатрона одновременно осуществляется распор гидродомкратов уп35 равления и гидростоек крепи. При условии

Р.Р, .

где Р - динамическая нагрузка, действующая на ограждение и перекрытие;

F - величина начального распора гидродомкратов управления и гидростоек,

.происходит мгновенное перемещение штока гидропатрона, и жидкость из поршневой полости цилиндра гидропатрона выдавливается в поршневые полости цилиндров гидродомкратов управления и гидростоек крепи, где резко возрастает давление, что приводит к мгновенному их распору. Распор гидро- домкратов управления и гидростоек происходит до тех пор, пЬка давление в обеих областях (порпшевой и над- 55 поршневой) цилиндров гидроетоек не уравновесится, т.е. Р,Р, где Р, - давление в верхней (надпоршневой) полости домкрата управления и гидро40

45

50

стойки; Р - давление в нижней (поршневой) полости гидродомкрата управления и гидростойки.

При перем1ещении штоков гидропатронов 19 вниз поршни вьщавливают часть рабочей жидкости из их гидроцилиндров, которая поступает в гидродомкраты 15 управления и гидростойки 4, так как их гидросистема, соединенная общей гидромагистралью 23, замкнута. Вследствие этого штоки гидродомкратов 15 .управления и гидростоек 4 выдвигаются, и секция крепи работает в режиме предохранительной податливости. Ход штока гидродомкрата управления и гидростойки под действием вытесненной из цилиндра гидропатрона рабочей жццкости равняется величине хода штока гидропатрона. Благодаря этой податливости крепи снижаются ударные динамические нагрузки.

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

Кроме того, активное управление горным давлением позволяет исключить зажатие секции, так как величина прогиба щита с упругим рессорнич элементом за счет гидропатронов и гидравлической связи их с общей гид- ромагистралью крепи компенсируется водвижкой штоков гидродомкратов управления и гидростоек. .

Рессорные упругие элементы выполняют роль предохранительного клапана гидростоек потому, что их деформация происходит при усилии, равном настройке клапана. Поэтому за счет активного управления регулируется реак- ция крепи на проявление горного давления. В связи с этим сохраняется постоянный контакт оградительно-поддерживающих элементов крепи с кровлей пласта, что повьшгает боковую устойчивость механизированной крепи.

Поскольку при работе крепи в режи- ме предохранительной податливости и гашения удара при падении блоков породы основные элементы секции не испытьшают ударных нагрузок и гибкие рессорные элементы выполняют функции

234651

поддерживающих щитов, то предлагаемая конструкция секции повьш1ает несущую способность механизированной . крепи и ее функциональную надежность

5 работы, крепи будут меньшей металлоемкости, рассчитанной по номинальным усилиям в гидростойках, чем серийно выпускаемые крепи, и надежно работать под зависающими и блочно

10 обрушающимися породами непосредственной тсровли, что значительно упрощает конструкцию и гидромеханическую схему крепи.

Так как после компенсации динами15 ческого удара щит 6 ограждения и рессорный элемент I1 под действием упругой деформации перемещается вверх и вытягивает штоки гидропатронов 19, то под поршнем цилиндров

20 гидропатронов создается пространство для рабочей жидкости. При включении секции крепи в режим распора и подачи рабочей жидкости в гидродомкраты управления и гидростойки из-за

25 наличия этого объема и меньшего гидравлического сопротивления рабочая жидкость из гидромагистрали поступает вначале в гидропатрон, а затем в гидроДомкрат управления и гидро30 стойку на распор. Благодаря этому

система возвращается в исходное положение, и секция крепи имеет предварительный распор.

При начальном распоре гидростой35 ки рессорный элемент не деформируется, так как усилие распора выбирается меньшим усилия деформации рессоры.

В режиме снятия распора поддер40 живакяцая часть секции опускается, а упругий рессорньй элемент 11 и щит 6 за счет восстановления сил упругой деформации поднимаются совместно с поршнем гидропатронов 19.

45 . Гидромеханическая система управления горным давлением выполнена на однотипных элементах, что позволяет унифицировать узлы крепи. С помощью гидродомкратов 15 управления

50 изменяется величина угла наклона траверсы 17 ограждения 2. Наклон ограждения устанавливается так, чтобы обеспечивались наиболее благоприятные условия для посадки обрушающихся

55 горных пород. Благодаря этому обеспе- . чиваются требуемые посадочные характеристики секции механизированной крепи в зависимости от горно-геологических условий йедения горных работ. Введение в секцию крепи гидродомкратов 15 улучшает активное управление горным давлением и компенсирует смещение горных пород, расщи-

ментов ограждения.

ряет диапазон применения крепи в различных горно-геологических условиях ведения горных работ, исключает зажатие секции крепи и поломку эле15

iptli-1

Редактор в. Ковтун

.3.

Составитель В. Пономарева

Техред О.Гортвай Корректор Е. Рошко

Заказ 2964/42 Тираж 470Подписное

ВНИЖИ Государственного комитета СССР

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

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

L 15