Гидравлическая стойка Советский патент 1989 года по МПК E21D15/44 E21D23/04 

Изобретение относится к подземной добыче угля, в частности к конструкциям гидравлических стоек для поддержания горных вьфаботок.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей гидравлической стойки за счет изменения физико-механических свойств пород кровли.

На фиг. 1 изображена гидравлическая стойка, общий вид на фиг. 2 - схема расположения гидравлических стоек вдоль выработки, прилегающей к очистному забою, план; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2 на фиг. 4 - сечение В-Б на фиг. 2-, на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 2.

Гидравлическая стойка включает

619812

панный блок 19 включает два противоположно направленных обратных клапана 22 и 23. Клапанный блок 20 вклю чает обратный 24 и предохранительный 25 клапаны. Клапан 24 установлен в магистрали 26 рабочего насоса 27, питающего гидрооборудование лавы 28. Клапан 25 устаьдвлен в магистрали 29

10 насоса высокого давления 30.

Работа гидравлических стоек по мере подвигания очистного забоя за- ключается в следующем.

В исходном положении (фиг. 2 и 3)

15 гидравлическая стойка установлена впереди лавы 28 в зоне стабилизации горного давления после проведения вьфаботки 1. Для ее установки жидкость подается насосом 27 по магист

Изобретение относится к подземной добыче угля, в частности к конструкциям гидравлических стоек (ГС) для поддержания горных выработок. Цель - расширение эксплуатационных возможностей гидростойки за счет изменения физико-механических свойств пород кровли. Конструкция ГС включает цилиндр 1, в котором установлен шток 2 с внутренней полостью, поршень 3. Часть 4 поршня жестко закреплена на штоке, часть 5 подвижна относительно внутренней поверхности 6 штока 2. Демпферное устройство ГС выполнено в виде верхнего цилиндра (ВЦ) 7, размещенного подвижно в полости штока, и нижнего цилиндра 8, жестко соединенного с частью 5 порш- ня 3. Часть 4 поршня выполнена с осевым каналом 18, в котором размещен клапанный блок (Б) 19. С частью полости штока, расположенного между КРЫШКОЙ 17 и ВЦ 7, сообщен Б 20. Он включает обратный 24 и предохранительный 25 клапаны. Для противоположно направленных обратных клапана 22 и 23 входят в состав Б 19. При распрре ГС, когда шток 2 верхним торцом подожмет крьш1ку 17 к кровле, в поршневой полости 12 давление жидкости увеличится. Клапаны 22 и 24 откроются, и жидкость, заполняя камеру 16 и перемещая ВЦ 7 демпферного устройства, будет сжимать газ в камере 9. Газ будет одновременно сжиматься цилиндром 8 части 5 поршня 3 штока 2. Происходит распор ГС от насоса 27. Под действием горного давления шток 2 начинает перемещаться вниз, сжимает жидкость в поршневой полости 12. Клапан 22 открывает- ,ся и жидкость поступает под цилиндр 8 части 5 поршня 3, при перемещении которого вверх сжимается газ в камере 9 и происходит перемещение ВЦ 7. При перемещении ВЦ 7 давление в камере 16 увеличивается. Перемещаясь, шток 40 золотниковой частью 43 открывает доступ жидкости от насоса 30 через канал 44 в канал 37 и обратный клапан 45 в камеру 16 под давлением, большим давления настройки клапана 21 . При этом происходит разупрочнение горного массива. Сняв Б 20, подключаем к ГС магистраль от насоса, который закачивает скрепляющий раствор в горный массив. Таким образом, поддержание боковых, пород в выработке и изменение их физико-механических свойств достигается за счет работы ГС в режиме максимального давления и одновременно нагнетанием жидкости в горный массив с целью ее разупрочнения. Последующим нагнетанием скрепляющего раствора в массив увеличигьт- ется его несущая способность. 5 ил. 5 (Л Од СО 00

цилиндр 1 с каналами подвода рабочей 20 Рали 26 в поршневую полость 12 цилиндра 1 через клапан 15. При этом

жидкости, в котором установлен шток 2 с внутренней полостью, поршень 3, выполненный из двух частей 4 и 5. Часть 4 поршня жестко закреплена на штоке, часть 5 - подвижна относи- 25 тельно внутренней поверхности 6 штока 2. Стойка имеет демпферное устройство, содержащее верхний 7 и нижний 8 цилиндры.

Нижний цилиндр 8 жестко соединен ЗО с частью 5 поршня 3 и образует с последним подвижный элемент, а верхний цилиндр 7 размещен в полости штока и ориентирован подвижно относительно внутренней поверхности 6 штока 2. Между цилиндрами 7 и 8 расположен компенсационный элемент в виде газовой камеры 9,

В верхнем цилиндре 7 демпферного устройства вьтолнен канал 10 для заправки газом камеры 9, а также установлена заглушка 11. В свою очередь часть 4 поршня 3 в цилиндре 1 образует поршневую полость 12 и што- ковую полость 13. На; выходе, канала 14 цилиндра 1 со стороны поршневой полости 12 расположен клапан 15. Кроме того, в штоке 2 образована камера 16 между верхним торцом верхнего цилиндра 7 демпферного устройства и. внутренней поверхностью крьш1ки 17, 50 которая укреплена на штоке 2.

Часть 4 поршня 3 вьшолнена с осевым каналом 18, в котором размещен клапанный блок 19, блок 20 сообщен с частью полости штока, расположен- 55 ным между крышкой 17 и верхним цилиндром 7 демпферного устройства, предохранительный клапан 21 расположен в верхней части крьш1ки 17. Кла35

40

45

давление Рд , с которым поступает жидкость в поршневую полость 12, меньше усилия срабатывания на откры вание клапана 22 клапанного блока 19 и клапана 24 клапанного блока 20 установленного в камере 16. Клапан

23при этом закрыт, а шток 2 переме щается вверх.

Как только шток 2 своим верхним торцом подожмет крьшпсу 17 к кровле, в поршневой полости 12 давление жид кости увеличивается, клапаны 22 и

24открываются, и жидкость, заполня камеру 16 и перемещая верхний цилиндр 7 демпферного устройства, сжи мает газ в камере 9. В свою очередь газ одновременно сжимается цилиндром 8 части 5 поршня 3 штока 2. Про исходит распор стойки при давленииj установленном на насосе 27.

Работа гидравлической стойки в зоне опорного горного давления II (фиг. 2) и зоне активных смещений боковых пород HI (фиг. 2) происходит следующим образом (фиг. 4).

При проявлении усиленного горного давления шток 2 начинает перемещаться вниз, сжимает жидкость в пор невой полости 12. Клапан 22 открыва ется и жидкость поступает под цилиндр 8 части 5..поршня 3, при перемещении которого вверх сжимается га в камере 9 и происходит перемещение верхнего цилиндра 7,

Давление жидкости в камере 16 при перемещении верхнего цилиндра 7 увеличивается. При этом жидкость по каналу 31 в клапанном блоке 20 поступает под поршень 32, через дрос5

О

0

5

5

0

5

давление Рд , с которым поступает жидкость в поршневую полость 12, меньше усилия срабатывания на открывание клапана 22 клапанного блока 19 и клапана 24 клапанного блока 20, установленного в камере 16. Клапан

23при этом закрыт, а шток 2 перемещается вверх.

Как только шток 2 своим верхним торцом подожмет крьшпсу 17 к кровле, в поршневой полости 12 давление жидкости увеличивается, клапаны 22 и

24открываются, и жидкость, заполняя камеру 16 и перемещая верхний цилиндр 7 демпферного устройства, сжимает газ в камере 9. В свою очередь, газ одновременно сжимается цилиндром 8 части 5 поршня 3 штока 2. Происходит распор стойки при давленииj установленном на насосе 27.

Работа гидравлической стойки в зоне опорного горного давления II (фиг. 2) и зоне активных смещений боковых пород HI (фиг. 2) происходит/ следующим образом (фиг. 4).

При проявлении усиленного горного давления шток 2 начинает перемещаться вниз, сжимает жидкость в поршневой полости 12. Клапан 22 открывается и жидкость поступает под цилиндр 8 части 5..поршня 3, при перемещении которого вверх сжимается газ в камере 9 и происходит перемещение верхнего цилиндра 7,

Давление жидкости в камере 16 при перемещении верхнего цилиндра 7 увеличивается. При этом жидкость по каналу 31 в клапанном блоке 20 поступает под поршень 32, через дроссель 33 в полость 34 и канал 35, открывает клапан 36 и поступает в канал 37. При открывшемся клапане 36 давление в полости 34 падает и поршень 32 перемещается вверх,- преодолевая сопротивление пружины 38, При этом жидкость поступает между конусом 39 штока 40 и седлом 41 в канал 42, соединенный с каналом 37.

Перемещаясь, шток 40 своей золотниковой частью 43 открьшает доступ жидкости от насоса 30 высокого давления через канал 44 в канал 37, открывает обратный клапан 45 и поступает в камеру 16. Жидкость поступает от насоса высокого давления 30 под давлением Р, , равным или большим

Р настройки на срабатывадавления

ние клапана 21.

Под давлением Р, происходит разупрочнение горного массива.

Такое же давление устанавливается в поршневой полости 12 за счет перетока жидкости из-под нижнего цилиндра 8 через клапан 23.

В случае увеличения горного давления до Р, (больше Р, ) клапан 21 по-прежнему остается открытым, а клапан 45 закрывается. При этом насос высокого давления 30 работает по известной схеме на слив через свой штатный предохранительный клапан 46.

Режим повьш1енного давления в гидравлической стойке и нагнетание жидкости в горный массив продолжается до прорьта жидкости в рабочее пространство выработки или в выработанное пространство.

В любом случае это сопровождается падением давления жидкости в трещинах 47 массива, в скважине 48, в камере 16, в магистрали 29 насоса 30 высокого давления. Тогда клапан 21 закрьшается, подача жидкости от насоса высокого давления 30 прекращается. Работа жидкости по разупрочнению горного массива, а следовательно снижению горного давления на крепь выработки и краевую часть

- чистного забоя закончена.

В дальнейшем (фиг. 5), сняв клаанный блок 20, подключают к гидравической стойке магистраль 49 от

е14619814

насоса 50,, который закачивает скрепляющий раствор в горный массив. Работа по укреплению массива в зоне стабилизации горного давления сзади очистного забоя IV производится в период времени от минимального горного давления на крепь до установившегося его значения в выработке за очистным забоем.

10

Графическое отображение влияния горного давления на крепь вьфаботки, относительно плоскости очистного забоя линии б, в результате изменения физико-механических свойств горного массива представлено на фиг. 2 прерывистой линией Н, а без изменения физико-механических

свойств сплошной линией Д

Формула

изобретения

Гидравлическая стойка, включающая

25 цилиндр с каналами подвода рабочей жидкости, в котором установлены шток, имеющий внутреннюю полость, закрытую сверху крьшгкой, имеющей сообщенное с полостью штока осевое отверстие с

0 установленным в нем предохранительным клапаном, поршень, состоящий из двух частей, первая из которых жестко закреплена на штоке, а вторая установлена подвижно, и демпферное

g устройство, имеющее газовую камеру, размещенную между верхним цилиндром, установленным подвижно, и нижним цилиндром, отличающаяся тем, что, с целью расширения экс0 плуатационных возможностей гидростойки за счет изменения физико-механических свойств пород кровли,верхний цилиндр демпферного устройства размещен в полости штока, нижний циg линдр демпферного устройства закреплен на подвижной части поршня, первая, часть поршня выполнена с осевым каналом, который снабжен установленными в нем и противоположно направленными обратными клапанами, при этом гидростойка снабжена обратными и предохранительным клапанами, сообщенными с частью полости штока, расположенной между крышкой и верхним цилиндром демпферного устро1Чства.

0

f/y /vx xvV//V x/x Л х x ) /5

Л

1

1

1 t A

JL28

17

«

ttSL2

)

1

,H .A

M €} (I

CB/ () W

г.з

W v);У/ / //////

f:f /-/-/ /V/ /// 7Л

-777- Г5

О

Фм. г

it

Фаг.

5-0

26