Перемычка для предотвращения выбросов угля, породы и газа Советский патент 1989 года по МПК E21F15/02 

3 . - 1

тов щитов 5 - симметрично относитель но ШС домкрата щита 2. Щиты 5 соединены между собой п:арнирами. С транспортной тележкой 9 посредством пово- .ротных элементов в виде шарниров 11 -соединены домкраты 10 для распора пе ремычки в породы. Щит 5 имеет выдвижную секцию 3, которая закреплена в рабочем положении фиксатором 4. |Щиты 5 для крепления в боковых стенках выработки имеют винтовые элемен903024

ты 13. Наклон ЗК 1 под углом 40-50° к оси выработки позволяет основную составляющую силы выброса от щитов 2 и 5 частично гасить системой домкратов 12, винтовых элементов 13, а частично передавать на П 8 через ШС. Окончательное гашение усилия происходит в системе домкратов 10, соеди- jQ ненных с П 8 щарнирами I1, благодаря наличию ШС. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для проведения горных выработок по выбросоопасному массиву. Цель изобретения - повышение надежности перемычки. Для этого заградительный каркас (ЗК) 1, выполненный из центрального 2 и боковых 5 щитов, установлен под углом 40-50° к продольной оси платформы (П) 8 транспортной тележки 9 к ее центру. Установленные на П 8 телескопические домкраты 12 для поддержания ЗК 1 одними концами шарнирно соединены с П 8, а другими - со щитами 2 и 5 ЗК 1. Причем шарнирные соединения (ШС) домкрата щита 2 расположены в центрах тяжести П 8 и ЗК 1, а ШС домкратов щитов 5 - симметрично относительно ШС домкрата щита 2. Щиты 5 соединены между собой шарнирами. С транспортной тележкой 9 посредством поворотных элементов в виде шарниров 11 соединены домкраты 10 для распора перемычки в породы. Щит 5 имеет выдвижную секцию 3, которая закреплена в рабочем положении фиксатором 4. Щиты 5 для крепления в боковых стенках выработки имеют винтовые элементы 13. Наклон ЗК 1 под углом 40-50° к оси выработки позволяет основную составляющую силы выброса от щитов 2 и 5 частично гасить системой домкратов 12, винтовых элементов 13, а частично передавать на П 8 через ШС. Окончательное гашение усилия происходит в системе домкратов 10, соединенных с П 8 шарнирами 11, благодаря наличию ШС. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при проведении горных выработок по выб- росоопасному массиву.

Цель изобретения - повышение надежности перемычки.

На фиг.1 схематично изображена перемычка в, выработке в рабочем положет НИИ перед производством взрьтных работ (выбросом); на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Перемычка включает заградительный каркас 1, выполненный в виде централь ного заградительного щита 2, выдвижной верхней секции 3, которая закреплена в рабочем положении фиксатором 4, боковых щитов 3, выполненных по форме выработки и соединенных щарнира ми 7 с центральным щитом 2, который шарнирно соединен с платформой 8, установленной на транспортной тележке 9. Причем шарниры 7 расположены в центре тяжести каркаса 1 и тележ- ни 9. Тележка выполнена, например, на рельсовом ходу, может быть выполнена на гусеничном или колесном ходу. Транспортная тележка снабжена системой стопорящих элементов (не показа- ны), К платформе 8 крепится система домкратов 10 с поворотными устройствами в виде .шарниров 11. Центральный 2 и боковые 5 щиты т акже соединены системой домкратов 12 с платформой 8. При этом крепление их к плат- фарме симметрично относительно щар- нирного соединения 7 и крепления системы домкратов 10 и максимально приближено к центру тяжести п латформы 8 Для усиления несущей способности перемычки боковые щиты имеют распорные, например винтовые, устройства 13 для упора (распирания) в углублениях

0

5

0 е о j. 0

14,выполненных в стенках выработки. Для распора центрального щита 2 в почве выработки выполнена поперечная канавка 15 для фиксации верхней части выдвижной секции 3 в кровле выработки вьшолнено углубление 16. В почве вы- ° работки выполнены лунки 17 для уста- йовк и распорных домкратов 10 платформы В. Для облегчения конструкции и беспрепятственного выхода газа во время выброса центральный щит и боковые щиты 5 имеют проемы 18, заделанные решеткой из канатов 19. Управление т.е. монтаж перемычки в рабочее положение и демонтаж ее в транспортное осуществляются с пульта 20 управления, который расположен на платформе 8.

Для повьш1ения эффективности локализации выбросов угля, породы и газа каркас 1 перемычки шарниром закреплен в центре тяжести платформы и наклонен под углом, близким к 45° (40-50) к продольной оси выработки. Такое положение каркаса 1 является менее уязвимым и наиболее благоприятным для воспринятия выбросов породы и газа, усилие которого, направленное по продольной оси выработки, при встрече с каркасом 1 раскладывается на две примерно равные силы. Одна из

них действует перпендикулярно каркасу, другая - вдоль каркаса. Сила, перпендикулярная каркасу создает И изгибающее усилие, которок воспринимается системой домкратов 12 и шарнирным соединением 7, передается на породы почвы выработки через систему домкратов 10, установленных в полостях, герпендикулярных: плоскости щита каркаса 1. Симметричное расположение домкратов 12 относительно центра тя-

жести платформы 8 и шарнирного соединения 7 и домкратов 10, расположение домкратов 10,12 под углом к щиту и почве выработки позволяют полностью погасить все изгибаюп1ие моменты, а равнодействующую силу, направленную перпендикулярно каркасу 1, передать на породы почвы выработки без переда- чи усилия на транспортную тележку 9. Сила, направленная вдоль каркаса I, воспринимается винтовыми домкратами 13 и передается на породы контура выработки. Такое выполнение устройства позволяет силу выброса направить продольно каркасу 1 и домкратам 10, 12, за исключением платформы 8, которая будет испытывать большие изгибающие усилия относительно центра

тяжести, благодаря применению, напри- 20 подготовленные лунки 17, расположенмер, броневой стали и наличию шарнирного соединения 7 останется невредимой, так как все усилия будут действовать симметрично относительно платформы 8. Установка каркаса 1 под углом к продольной оси выработки позволяет уменьшить силы, действующие на каркас 1 примерно в 1,5-1,7 рза, что облегчит конструкцию каркаса 1 . А расположение шарниров 7 в центре тяжести каркаса 1 и платформы 8 облегчает управление каркасом 1 пр его установке в выработке и транспортировке по выработке. Все это резкое повьш1ает эффективность локализации выбросов породы и газа. Перемычка работает следующим образом.

По почве на расстоянии около 1 м от забоя выработки делают поперечную канавку 15. С помощью горного компаса и шаблонов известным.способом намечают места и подготавливают углубления 16 в кровле и углубления 14 в стенках выработки так, чтобы поперечная канавка 15, углубление в кровле 16 и углубления 14 в стенках выработки находились в одной плоскости, расположенной под углом 40- 50° к оси выработки. В нашем примере под углом 45 . После бурения и заряжания шпуров, монтажа электрической схемы взрывания в забое выработки тележку 9, на которой расположен каркас 1 в транспортном положении, подают в забой к месту его установки Обычно это 1 м по почве и 3 м по кровле выработки и зависит от сечения выработки и глубины шпуров.5

С пульта 20 управления домкратами 1 2 поднимают каркас 1 в рабочее положении под углом 40-50 к горизонтальной оси выработки, при этом низ центрального щита 2 и основания боковых щитов 5 помещают в поперечную канавку 15 до упора, верхнюю выдвижную секцию 3 центрального щита 2 поднимают до упора в лунки 16 и в таком положении закрепляют фиксатором 4. Винтовые устройства 13 помещают в подготовленные углубления I4 в стенках выработки и распираются между боковыми щитами 5 и стенками выработки, создавая боковой распор каркаса 1. Распорные домкраты IО с помощью поворотных устройств 11 опускают на почву выработки и упирают в

5

0

5

ные на сопряжении почвы и стен выраг- ботки. В виброопасных породах шпуры для производства взрывных работ обычно располагают не по всеМу забою, а только в нижней его части. Взрьшаг-i ние щпуров вызывает разрушение породы в пределах сечения выработки и выброс породы, которая устремляется в свободное пространство меищу забоем и каркасом 1 перемычки. Летящая порода встречает на пути каркас 1 перемычки, который выполняет роль искуственного подпора.

Взрывание шпуров; в пределах сечения выработки разрыхляет породу забоя выработки и отбрасывает ее от забоя, при этом она полностью заполняет пространство от вновь образованного забоя до верхних проемов 19 перемычки, вместе с перемычкой порода создает дополнительный подпор вновь образованному забою, в котором породы начинают самопроизвольно разрушаться ,

Удержание каркасом 1 разрушенной взрывными работ.ами породы и полное гашение ударной силы, возникающей при разрушении породы и ее отбросе от забоя выработки силами взрывчатого вещества сил инерции породы , позволяют остановить разрушенную в проектном сечении выработки породу, а, силы трения между кусками породы и стенками выработок - использовать g для противодействия деформациям восстановления упругого последействия, возникающих на вновь образованном забое. Благодаря взаимодействию породного развала и перемычки созда0

5

0

ется достаточный подпор для га1иеиия сул, воэникаюпих при самопроизвольном разрушении породы в начале выбро- са. При выбросе основное усилие породы и газа воспринимается породой и несжи аемой гидравлической системой , домкратов 10,12 и 13, надежным закреплением каркаса I nd периметру выработки: в поперечной канавке 15 в почве центрального щита 2 и боковых щитов 5, в углублении 16 в кровле выдвижной секции 3 центрального щита 2, в углублениях 14 винтовыми домкратами 13 боковых щитов 5. Усилие выброса OT центрального 2 и боковых 5 щитов частично гасится гидравлической системой домкратов 12, винтовыми устройствами 13, частично передается на платформу 8 через шарнирное соединение 7, а окончательное гашение усилия происходит в гидравлической системе распорных домкратов 10, соединенных с платформами поворотными устрой- ,ствами 11, благодаря наличию шарнир- ного соединения 7.

Когда разрушение затронет породы у проектного контура выработки, пространство между забоем и каркасом 1, создающим искусственный надежньш поддор, полностью заполниться разрушенной породой и за счет самоподпора iвыброс прекратится. Каркас 1 перемычки устанавливают на таком расстоянии от забоя, чтобы разрешение породы в выбросоопасном массиве произошло в пределах проектного контура на расчетную глубину по ходу проведения выработки, и порода, разрыхленная взрывом и выбросом, с учетом коэффи- циента разрыхления максимально заполнила объем от забоя до перемычки. Каркас 1 полностью перекрывает сечение выработки и для беспрепятственного выхода газа, вьщеляющегося в процессе выброса, предусмотренные премы 18 с сеткой из металлических ца- натов 19, предназначенные для удержания разрушенной выбросом породы. Возможные изгибы конструкции во врем восприятия усилия внезапного выброса породы и газа не преньппают предела упругой деформации конструкции, так как устойчивость и работоспособность перемычки обеспечивается ее расположением под углом 40-45° к оси выработки, которое позволяет основную составляющую силы выброса воспринимать несжимаемой гидравлической

Q Q

5

0

системой домкратов 12, боковых домкратов 13, распорных домкратов 10 и породой благодаря надежному закреп т лению каркаса 1 по периметру выработки. После выполнения взрывных работ и проветривания выработки для демонтажа щитовой заградительной перемычки необходимо с пульта 20 управления тележку 9 подать немного вперед распорными домкратами 10, вытащить фиксаторы 4 и опустить вниз из углубления в кровле 16 выдвижную верхнюю секцию 3, освободить винтовые распорные устройства 13, т.е. вывести их из зацепления с лунками 14, с по- мощью поворотных устройств 11 убрать распорные домкраты 10 из лунок I7; центральным 7 и боковыми 12 подъемными домкратами освободить низ центрального щита 2 и боковых 5 от зацепления с поперечной канавкой в почве выработки 15; оттащить лебедкой или электровозом тележку 9, т.е. освободить центральный щит 2 и боковые 5 ат породы; привести центральный щит 2 в транспортное горизонтальное положение центральным подъемным домкратом 7; боковыми подъемными домкратами 12 опустить боковые щиты 5, соединенными шарнирами 6 с центральным щитом 2, в транспортное положение, т.е. повернуть вниз на 90 относительно центрального щита 2 и отт транспортировать тележку 8 из забоя в специально отведенное место.

Остальные процессы проходческого цикла (погрузка породы, крепление и т.д.) производятся обь.-чным порядком.

Формула изобретения

ремычки в породы соединены с транспортной тележкой посредством поворотных элементов.

Фиг.2