Линейная секция механизированной крепи Советский патент 1986 года по МПК E21D23/16 

Изобретение относится к добыче полезных ископаемых, преимущественно угля, подземным способом, в частности к конструкции механизированных крепей для очисттгых забоев, работающих на пластах пологого и наклонного падения с трудноуправляемой кровлей.

Известна линейная секция механизированной крепи, включающая напорные и сливные магистрали, гидрораспределитель, основание, перекрытие, состоящее из ограждения и поддерживающего козырька и шарнирно соединенное с основанием посредством траверсы и двух рычагов, один из которых вьшолнен в виде фигурной укосины шарнирно соединенной у основания с вторым рычагом, и две гидростойки, расположенные в один ряд по Линии забоя и под углом к нормали пласта. Опоры гидростоек расположены на основании в местах крепления к нему фигурного рычага-укосины СП- ч

Однако такое конструктивное исполнение секции крепи повышает жесткость системы - поддерживающего козырька и ограждения (перекрытия) относительно основания и способствует более равномерному распределению давления кровли по площадке основани линейной секции.

Все это улучшает боковую устойчи вость линейной секции крепи и соот- ветствэнно повьшает эффективность поддержания кровли, увеличивает работоспособность и долговечность элементов крепи на пластах наклонного падения в условиях трудноуправляемой кровли. 1

Однако при сдвижения пород кровли

юзникающем под влиянием динамически проявлений горного давления или во время CHjjTHH распора крепи, происходят как горизонтальное смещение ограждения с козырьком - перекрытия относительно основания,утак и поворо перекрытия на некоторый угол относительно основания крепи.

Наиболее близкой к предлагаемой является линейная секция механизированной крепи, включающая основание, перекрытие, гидростойки, поршневые и штоковые полости которых гидравлическн соединены параллельно магистралями,55 поршневую полость гидростойки вышеи клапанный блок, установленный в обшей точке их соединения со стороны поршневых полостей гидростойки С21.

54167

Однако в этой секции также гидростойки не имеют жесткого соединения с основанием и перекрытием. В результате за счет упругих деформаций про5 странственных конструкций ограждения, траверсы и рычагов может появиться эксцентриситет при приложении внешних нагрузок к поддерживающему козырьку.

10 Кроме того, выборка радиальных и продольных газоров в шарнирных соединениях ограждения с основанием (в местах установки траверсы, рычагов и гидростоек), обусловленных техно15 логией их изготовления и требованиями обеспечения нормальной эксплуатации крепи, неравномерно загружает и создает опрокидывающие моменты на элементах секции крепи.

20 Кроме того, при разгрузке секции ;крепи вследствие неравномерного опускания гидростоек возможны ка:К смещение, так и поворот ограждения относительно основания. Это соответ25 ственно ухудшает боковую устойчивость крепи при ее передвижении и последз ю- щем распоре, что также приводит к неравномерному восприятию горного давления поддерживающими элемента30 ми крепи. Все это снижает жесткость крепи и, как следствие, эффективность поддержания кровли механизированной крепью.

Цель изобретения - повьщ1ение жесткости крепи в поперечной плоскости пласта путем обеспечения предварительно заданной по величине и направленности выборки технологических зазоров в узлах соединения элементов крепи при выполнении технологических операций - распор, опускание и передвижение крепи. }

Поставленная цель достигается тем, что линейная секция механизированной крепи, включающая основание, перекрытие, гидростойки, поршневые и штоковые полости которых гидравлически соединены параллельно магистралями, и клапанный блок, установленный в общей точке их соединения со стороны поршневых полостей гидростойки, снабжена дросселями, установленными у гидравлических входов в

стоящей по падению пласта, и в што- ковую полость нижестоящей гид ро- стойки.

31

Кроме того, линейная секция снабжена обратным клапаном, подключен- нь1м параллельно дросселю, установленному у гидравлического входа в ; Ъоршневую полость вышестоящей по па дению пласта гидростойки,

На фиг. 1 изображена линейная секция механизированной крепи, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. t (г{:дростойки условно не рассечены); на фиг. 5 - вид Г на фиг. 1 (с гидравлической схемой), первый вариант; на фиг. 6 - линей- ная секция крепи в работе при выбора технологических зазоров в соединительных элементах, (а - линейная секция крепи в распертом состоянии, 6 - линейная секция крепи в момент передвижения); на фиг. 7 - вид Г на фиг. 1 (с гидравлической схемой), второй вариант.

Линейная секция крепи содержит основание I, две гидростойки 2 и 3, перекрытие, состоящее из ограждения 4 и поддерживающего козырька 5 траверсу 6, рычаг 7 и фигурный рычаг-укосину 8.

г

Траверса 6, рычаги 7 и 8 соединены с ограждением 4 и основанием 1 посредством горизонтальных цилиндрических шарниров 9-16 (фиг. 1-3).

Падростойки 2 и 3 установлены на основании 1 в опорах 17 под углом друг к другу (в вертикальной плоскости) в местах крепления фигурного рычага-укосины 8 с основанием 1. На ограждении 4 и опорах 17 имеются сферические шарнирные соединения 18-21 для гидростоек 2 и 3 (фиг. 1 и 4). Поддерживающий козырек 5 шарнирно соединен с ограждением 4.

В шарнирных соединениях 9-21 элементов крепи с основанием 1 и ограж- дением 4 имеются технологические зазоры 4 г -4Г и ulj-&lg (фиг. 2-4), которые в своей совокупности дают возможность занимать перекрытию произвольное положение относительно ос- нования как в горизонтальной плоскости плас а, так и в вертикальной плоскости. Нежесткость пространственной конструкции крепи ухудшает ее боковую устойчивость и взаимодействие перекрытия с кровлей.

Кроме того, линейная секция механизированной крепи содержит напорную

5

О 5 0

5

0

674

22 и сливную 23 магистрали, гидрорас- пределигель 24, клапанный блок 25 с предохранительным 26 и разгрузочным 27 клапанами, дроссели 28 и 29 и обратный клапан 30 (фиг. 5).

Поршневые 31 и 33 и штоковые 32 и 34 полости гидростоек 2 и 3 подсоединены в точках А и Б параллельно к питающим гидромагистралям, причем клапанный блок 25 установлен в общей точке А гидромагистралей поршневых полостей 31 и 33. Дроссель 28 и обратный клапан 30, образующие гидроблок, 35, установлены на входе в поршневую полость 31 гидростойки 2, находящейся вьште по падению. Дроссель 29 встроен на входе в штоковую полость 34 нижерасположенной гидростойки 3.

Сопротивления В, дросселя 28 и В дросселя 29 установлены таким образом, что . В этом случае скорости распора VP и Vp гидростоек 2 и 3 соотносятся как Vp i Vp , а при подаче высокого давления в штоковые полости обратный клапан 30 открывается и скорости опускания гидростоек 2 и 3 выражаются следукшшм неравенством: V V .

Для удобства перемещения обслуживающего персонала под крепью рычаги 7 и 8 выполнены изогнутьп и (фиг. 1) .

Управление линейной секцией механизированной крепи осуществляется следующим образом.

Перед передвижением секции крепи к забою производится опускание гидро- стоек 2 и 3 и соответственно ограждения 4 с поддерживающим козырьком 5, Для этого с помощью гидрораспределителя 24 из гидромагистрали 22 рабочая жидкость под высоким давлением через общую точку Б подается в штоковые полости 32 и 34 гидростоек 2 и 3, причем в гидростойку 3 она попадает через дрюссель 29. Одновременно выходящая жидкость из поршневой полости 31 гидростойки 2 через дроссель 28 и обратный клапан 30, а из поршневой полости 33 гидростойки 3 непосредственно в общей точке А попадает в клапанный блок 25 и через гидрораспределитель 24 в сливную магистраль 23.

При этом за счет различия скорости истечения жидкости из гидростоек 2 и 3 (V(j ) опускание гидростойки 2 происходит быстрее, что ведет

к повороту и перемещению каждого из элементов крепи и шарнирных соединений 9-21 крепи из-за направленной и силовой выборки технологических зазоров ИА -Ij. В результа- те этого ограждение 4 с козырьком 5 смещается вверх по восстанию пласта на угол р относительно нормали к основанию 1 и жестко фиксируется на весь период передвижения крепи (фиг. 2 и 6).

Следовательно, в этом случае достигается более жесткая пространственная конструкция крепи в поперечной плоскости во время ее разгрузки и передвижения.

После передвижки секдии крепи производится ее распор путем подачи высокого давления из магистрали 22 гидрораспределителем 24 в поршневые полости 31 и 33 гидростоек 2 и 3. При этом жидкость после прохода клапанного блока 25 разделяется в точке А на два потока: один попадает непосредственно в гидростойку 3, второй попадает в гидростойку 2 через дроссель 28. Отвод жидкого из штоковой полости гидростойки 2 производится непосредственно через гидрораспределитель 24 в сливную маги- страль 23, а из гидростойки 3 - вначале через дроссель 29.

Скорости VP и VP распора, гидростоек 2 и 3 в зависимости от конкретных горно-геологических условий и соответствующей при этом настройке дросселей 28 и 29 могут быть рав ны или VP i VP . Поэтому при распоре крепи за счет выборки технологических зазоров лг,-аг. и в шар- нирных соединениях 9-16 и 18-21, поворота ограждения 4, рычагов 7-8 и траверсы 6 может быть достигнуто два варианта установки ограждения 4 с поддерживающим козырьком 5 относи тельно основания 1: нормальное или смещенное вверх по восстанию пласта на величину зазора между вышестояще секцией крепи. Установка крепи в прварительно заданное положение повы- шает жесткость ее конструктивных элментов во время начального распора и нагрузки при поддержании трудноуправляемой кровли.

При отсутствии в схеме обратного клапана 30 отличие заключается в то

что на входах в поршневую полость 30 гидростойки 2 и в штоковуго полость 33 гидростойки 3 установлены соответственно дроссели 28 и 29 с соотношением сопротивления В i В (фиг. 1 и 7)

За счет подбора сопротивлений В и В. при распоре крепи обеспечивается расход жидкости в поршневые полости 30 и 32, соответственно соотношение П2 штоковых полостей 31 и 33 - Q.UT.. ъ (расход на слив). При этом скорости гидростоек должны соотносится как V., / V,, . Во время

2

опускания и передвижения крепи достигается Q,, Q ир„ 7 Q (расход на слив), а скорости гидростоек

V

02

о.

Управление линейной секцией механизированной крепи осуществляется так же, как и при наличии обратного клапана 30. В период разгрузки в передвижке крепи за счет выборки технологических зазоров в соединениях 9-16 и 18-21 предотвращается смещение при- груженных о.брушенными породами ограждения 4 и козырька 5 по падению пласта или достигается их смещение вверх по восстанию пласта на угол f (фиг.6) Во время распора крепи выборка технологических зазоров в соединениях 9-16 и 18-21, поворот ограждения 4, рычагов 7-8 и траверсы 6 позволяет обеспечить нормальное или смещенное вверх по восстанию пласта положение ограждения 4 с поддерживающим козырьком 5. Вследствие этого крепь становится более жесткой в поперечной плоскости пласта как во время ее передвижки, так и при распоре.

Таким образом, за счет применения дросселей и обратного клапана на гидромагистралях к соответствующим полостям гидростоек достигается повышенная жесткость пространственной металлоконструкции крепи в поперечной плоскости и возможность оптимальной установки перекрытия относительно кровли или основания. Это достигается за счет предварительно задаваемой по направлению и величине выборки технологических зазоров в узлах соединения перекрытия с основанием, поворота в поперечной плоскости элементов крепи и устранения негативной гидравлической асимметрий.

AzA.

фиг, 2

S 6

П

фае. if

S-ff

К ZUdpO OM - fffjomy пе- ред8ижка

П

. 5

Kzu flodOM- Kfiamyne peddufHKij

Л

фиг. 7

Составитель В. Пономарева Редактор Е. Копча Техред Л.Сердюкова ,. Корректор А. Зимокосов

Заказ 4699/37 Тираж 470Подписное

ВНИИПИ Государственного кo fитeтa СССР

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

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