Механизированная крепь для слоевой выемки мощных крутых и наклонных пластов Советский патент 1992 года по МПК E21D23/00 E21C41/18 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке полезных ископаемых, преимущественно крутых и наклонных угольных пластов и замковых частей складок слоевыми системами разработки с гибким металлическим перекрытием.

Известна механизированная крепь типа КТУдля выемки угля под гибким перекрытием подэтажами по простиранию. Коэффициент затяжки верхняками гибкого перекрытия в очистном забое у нее равен 1,0. При такой механизированной крепи гибкое перекрытие перепускается на почву вынимаемого подэтажа нагруженным неравномерно: у кровли пласта оно ложится сгофрированным почти не нагруженным, а у

почвы пласта усилия в стальных лентах перекрытия достигают предельных величин, в результате чего наблюдаются порывы гибкого перекрытия значительных размеров.

Известна механизированная крепь для слоевой выемки мощных пластов, предназначенная для ограждения призабойного пространства под гибким перекрытием и для одновременного монтажа гибкого перекрытия, являющегося защитой от попадания обрушенной породы в уголь при выемке следующего нижележащего слоя, который вынимается с помощью этой же крепи, перемонтированной после выемки вышележащего слоя.

Недостатком крепи является необходимость монтажа гибкого перекрытия в СО

SO

о

44- 00

дом горизонтальном слое, что предопределяет повышенный расход металла и снижение нагрузки на очистной забой. Кроме того, способ выемки, определяемый конструкцией и возможностями крепи, не предусматривает защиту призабойного пространства от попадания в него обруша- ющихся пород со стороны кровли пласта, которая не отгорожена гибким металлическим перекрытием от очистного забоя. Работа гибкого перекрытия в комплексе с крепью зависит только от сил гравитации, воздействующих на перекрытие, которое при подвижках крепи стремится перемещаться строго по вертикали, в результате чего образуются его зависания у лежащего бока пласта, приводящие нередко к порывам стальных лент и прорывам породы в призабойное пространство, что ухудшает технико-экономические показатели и создает опасность для обслуживающего персонала.

Наиболее близкой к предлагаемой является концевая секция механизированной крепи, содержащая две линейные секции, каждая из которых имеет основание, перекрытие, гидростойку и домкраты передвижения. Обе секции объединены в группу шарнирной балкой, соединенной одновременно с двумя секциями забойного конвейера. На балке V-образно установлены шарнирно гидродомкраты, каждый из которых присоединен также шарнирно к верхня- ку ближайшей секции крепи. Конструкция групповой секции предусматривает раздельное перемещение ее линейных секций с корректировкой их положения в лаве для того, чтобы избежать смещения вдоль забоя конвейера и крепи.

Недостатком конструкции групповой секции является то, что отклонение верхня- ков линейных секций от оснований не предусмотрено,, а смещение при снятом распоре одной секции возможно только при наличии распора в другой. Это полностью исключает возможность принудительного перемещения гибкого перекрытия в направлении от висячего бока к лежачему, а следо- вательно, и возможность применения групповых секций под гибким металлическим перекрытием при выемке угля слоевыми системами разработки.

Цель изобретения - повышение эффективности и безопасности очистных работ за счет механизированного управления перемещением гибкого перекрытия.

Поставленная цель достигается тем, что линейные секции забойной крепи связаны попарно в блок-секции, каждая из которых может отклонять одновременно оба верхняка с налегающим на них гибким перекрытием в сторону лежачего бока пласта в момент разгрузки распора гидравлических стоек секций, перемещая при этом гибкое перекрытие, которое не только опускается на почву вынимаемого слоя за блок-секцией, но также смещается в сторону лежачего бока пласта, что предотвращает зависания гибкого перекрытия и уменьшает напряже0 ния наиболее нагруженных стальных лент, а следовательно, исключает порывы гибкого перекрытия над сопряжением очистного забоя с лежачим боком пласта, имевшие место при шахтных экспериментах новой техноло5 гии механизированной добычи угля.

Нафиг.1 представлена блок-секция крепи, вид сбоку; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - схема падения мощного крутого пласта, отраба0 тываемого горизонтальными слоями под гибким перекрытием с предлагаемой механизированной крепью, разрез; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.4; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг.5; на фиг.7 - узел I на фиг.5.

5Блок-секция состоит из двух объединенных в группу линейных секций 1 и 2. Каждая линейная секция имеет основание 3, поддерживающий верхняк 4 и гидростойку 5, соединенные между собой шарнирно в точ0 ках а, б, в с возможностью изменения высоты подъема верхняка, а также отклонения секции вдоль забоя на заданный угол а. Объединение линейных секций осуществлено по основаниям 3 жесткой связью 6 так, что

5 блок-секция имеет общее основание, которое домкратом передвижения 7 соединено через переходную проушину 8 с забойным конвейером, а по верхнякам 4 - двумя про- ставками 9 и 9, шарнирно закрепленными

0 на разных уровнях в проушинах 10 и 10. Кроме того, линейные секции соединены диагональным домкратом 11 управления, который одним концом прикреплен через проушину 12 к основанию одной линейной

5 секции, а другим концом через проушину 13 - к верхняку второй линейной секции.

Верхняки 4 блок-секции не имеют общего перекрытия, его роль выполняет гибкое перекрытие из переплетенных стальных

0 лент и проволочной сетки, которое под воздействием налегающих на него обрушенных пород провисает на небольшую величину между верхняками линейных секций.

Механизированная крепь работает сле5 дующим образом.

Узкозахватным комбайном (фиг.5 и 6) вынимают подсечной слой П мощностью 2,5-3,5 м, при этом разрушают на транспортабельные куски подрубленную межслоевую толщу Т мощностью 0,5 - 2,5 м силами

горного давления и натяжения лент гибкого перекрытия.

После выемки и зачистки комбайном очередного цикла горизонтального слоя с помощью гидродомкратов 7 передвигают забойный конвейер, а затем производят передвижку блок-секций поочередно от висячего бока к лежачему. При работе гибкое перекрытие лежит на блок-секциях, которые размещены вдоль забоя. Активное управление гибким перекрытием в очистном забое горизонтального слоя блок-секциями достигается за счет уменьшения (по сравнению с прототипом).коэффициента затяжки крепи (Кз 0,3 - 0,6), который выбирают в зависимости от величины горного давления путем изменения расстояния m между линейными секциями (фиг.7) в блок-секции, а также изменения расстояния п между блок-секциями,

Перед передвижкой блок-секции снимается распор в стойках 5 без снятия распора в диагональных домкратах 11, при этом вер- хняки 4 опускаются к почве вынимаемого слоя и одновременно отклоняются домкратом 11 в шарнирах а, б, в в сторону лежачего бока пласта на угол а, увлекая за собой в момент разгрузки секций гофрированное гибкое перекрытие в сторону почвы пласта, после чего производится передвижка блок- секции на забой домкратом 7 на ширину вынимаемой ленты. В передвинутой блок- секции производится выравнивание (приведение в нормальное относительно оснований положение) спаренных верхня- ков путем включения диагонального домкрата 11 на втягивание штока, после чего производится распор секций. Затем в такой же последовательности производится передвижка всех остальных блок-секций, позво- ляющих осуществить золнообразное перемещение гибкого металлического перекрытия не только в сторону очистного забоя,

0

но и в сторону лежачего блока пласта, что уменьшит нагрузки на стальные ленты гибкого перекрытия у почвы пласта и предотвратит порывы гибкого перекрытия в этом месте. Механизированное управление перемещением гибкого перекрытия блок-секциями позволит обеспечить безаварийную работу очистного забоя (исключаются порывы гибкого перекрытия), что даст возможность повысить эффективность добычи и безопасность очистных работ.

Формула изобретения

Механизированная крепь для слоевой выемки мощных крутых и наклонных пластов под гибким металлическим перекрытием, состоящая из спаренных линейных секций, каждая из которых включает основание, гидростойку и поддерживающий вер- хняк, объединенных в блок-секции, каждая из которых включает дав основания, два верхняка, две распорные стойки, домкрат передвижки и домкрат управления, о т л ичающаяся тем, что, с целью повышения эффективности и безопасности очистных работ за счет механизированного управления перемещением гибкого перекрытия, линейные секции в блок-секции расположены

вразбежку с коэффициентом затяжки вер- хняков 0,3-0,6 с возможностью отклонения линейных секций на заданный угол а при неподвижных основаниях, причем линейные секции между собой соединены по

основаниям жестко, а по верхнякам - шар- нирно на разных уровнях двумя проставка- ми, при этом верхняки с основаниями соединены шарнирно, а диагонально установленный домкрат управления шарнирно

соединен одним концом с основанием одной линейной секции, а другим концом шарнирно соединен с верхняком другой линейной секции.

IV

Использование: слоевая система разработки с гибким металлическим перекрытием. Сущность изобретения: линейные секции механизированной крепи группируют в блок-секции. Блок-секция состоит из двух линейных секций, которые соединяют между собой шарнирно. Верхняки блок-секции установлены вразбежку с коэффициентом затяжки 0,3-0,6. Линейные секции установлены с возможностью отклонения их вдоль забоя на заданный угол а. С помощью гидравлики механизированной крепи перепускают гибкое перекрытие волной к почве пласта без гофр. 7 ил.

Фиг.Ъ

ФигЛ

Уш1

I

Si

Ч

Фие.5

г-r

Фие.6

Рбел I