Секция комплектно-агрегатной механизированной крепи Советский патент 1992 года по МПК E21D23/00 

Изобретение относится к оборудованию для подземной разработки полезных ископаемых.

Известна секция щитовой механизированной крепи, оснащенная лемнискатным направляющим механизмом положения перекрытия относительно основания в вертикальной плоскости секций. Этот механизм образован жестким рычагом со стороны выработанного пространства и гидравлическим раздвижным рычагом со стороны забоя. Для обеспечения постоянной величины усилия в гидравлическом раздвижном рычаге при изменении высоты крепи и положения рычагов направляющего механиз- с целью возможности снижения его металлоемкости изменяют величину раз- движности рычага посредством гидравлического клапана управления и датчиков, расположенных в характерных местах секции.

Недостатком этой щитовой секции механизированной крепи является то, что не обеспечивается полной внутренней устойчивости крепи, при которой происходит отклонение призабойных стоек по падению пласта и угловой разворот и отклонение в плоскости пласта перекрытия относительно основания из-за наличия зазоров в сопрягаемых элементах рычагов с перекрытием и основанием. Это снижает надежность работы крепи и приводит к необходимости повышения трудоемкости обслуживания крепи при корректировке положения секций. Недостатком щитовой секции механизированной крепи является также ее повышенная сложность и металлоемкость.

Известна также секция механизированной крепи, оснащенная направляющим механизмом с рычагами постоянной длины. Для повышения боковой устойчивости секций путем разгрузки шарнирных соединений рычагов от воздействия боковых усилий основания секций оснащены упорными выступами для взаимодействия с цилиндрами гидростоек, которые должны воспринимать изгибающие моменты, действующие поперек секции.

Недостатком данной секции механизированной крепи является то, что частично разгружаемый направляющий механизм передает боковые изгибающие напряжения гидростойкам, что снижает надежность работы секции.

Общим недостатком известных щитовых секций механизированных крепей является ограниченная возможность их приспособления к изменяющейся гипсометрии кровли пласта.

Известна секция комплектно-агрегатной механизированной крепи, имеющая основание и перекрытие, связанные гидростойками, гидродомкраты передвижки,

размещенные в направляющих балках, расположенных по обе стороны основания, и механизм поперечной стабилизации секции, выполненный в виде кожухов гидростоек, оснащенных фланцами для взаи0 модействия в верхней части посредством грундбукс с цилиндрами и штоковыми полостями гидростоек, & а нижней части с верхним листом основания и промежуточными элементами и двуплечими рычагами, распо5 ложенными вдоль поперечной оси секции в плоскости гидростоек и взаимодействующими с направляющими балками.

Недостатком такой костровой секции механизированной крепи является то, что

0 гидростойки, связывающие перекрытие и основание секции, подвергаются изгибающим напряжениям в плоскости продольной оси секции при передвижке последней с активным подпором к кровле, что снижает

5 надежность работы крепи.

Целью изобретения является повышение надежности работы крепи за счет перераспределения нагрузок на гидростойки. На фиг.1 изображена секция комплект0 ио-агрегатной механизированной крепи, вид сбоку; на фиг.2 -секция без перекрытия и ограждения, вид сверху; на фиг.З - сечение А-А на фиг.2; на фиг,4 - сечение Б-Б на фиг.2.; на фиг.5 - то же, с иным положением

5 элементов механизма стабилизации секции; на фиг.б - схема функционирования крепи; на фиг.7 - разрез В-В на фиг.З; на фиг.З - вид Г на фиг.б; на фиг.9 - вид Д на фиг.б.

0 Секция комплектно-агрегатной механизированной крепи имеет основание 1 и перекрытие 2, связанные гидростойками 3, гидродомкраты 4 передвижки, размещенные в направляющих балках 5. распо5 ложенных по обе стороны основания 1, и механизм поперечной стабилизации секции, выполненный в виде кожухов гидростоек б, оснащенных фланцами для взаимодействия в еерхней части 7 посред0 ством грундбукс 8 с цилиндрами 9 и штоковыми полостями 10 гидростоек, а в нижней части 11 - с верхним листом основания 12 и промежуточными элементами 13 и двуплечими рычагами 14, расположенными вдоль

5 поперечной оси А-А секции в плоскости гидростоек и взаимодействующими с направляющими балками 5.

Фланцы кожухов гидростоек б в нижней части И снабжены упорами 15, жестко связанными с ними и выполненными в виде

сегментов, обращенных выпуклой поверхностью 16 к верхнему листу основания 12 и осевой образующей 17, параллельной поперечной оси секции А-А. Перекрытие 2 и основание 1 дополнительно связаны четы- рехзвенным направляющим механизмом 18, при этом верхний шарнир перекрытия 19 выполнен с увеличенными или овальными 20 посадочными отверстиями, перпендикулярными продольной оси перекрытия 21 в его плоскости.

В секции комплектно-агрегатной механизированной крепи упоры 15 могут быть расположены под верхним листом основания 12 и жестко связаны с ним и обращены выпуклой поверхностью 16 к нижней части фланцев кожухов гидростоек 11 (фиг.5), В секции комплектно-агрегатной механизированной крепи для упрощения конструкции механизм поперечной стабилизации с упорами, выполненными в виде сегментов, может быть расположен только по приза- бойному ряду стоек в секции (фиг.6)

Секция комплектно-агрегатной механизированной крепи функционирует следующим образом

В исходном статическом положении секция механизированной крепи расперта между кровлей и почвой и отстоит от конвейера на величину шага передвижки (фиг. 1,2 и 6). Комбайн, перемещаясь по конвейеру, осуществляет выемку очередной полосы пластового полезного ископаемого, например угля. По мере перемещения комбайна и выемки ископаемого секции механизированной крепи последовательно разгружаются, перемещаются к забою и распираются между кровлей и почвой пласта.

Конструктивное устройство предлагаемой комплектно-агрегатной секции механизированной крепи обеспечивает возможность бесполомочного бокового отклонения верхней базы - перекрытия 2 относительно направляющих балок 5 и базы-конвейера 22 под действием горного давления вследствие того, что имеется свободный зазор между нижними фланцами 11 с упорами 15 и верхним листом основания, а также благодаря тому, что верхний шарнир перекрытия 19 выполнен с увеличенными или овальными отверстиями, перпендикулярными продольной оси перекрытия 21 в его плоскости.

Так как секция крепи оснащена механизмом поперечной стабилизации, то в процессе ее разгрузки от горного давления и передвижки секции при подаче рабочей жидкости в штоковые полости 10 гидростоек 3 грундбуксы 8 перемещаются вверх, увлекая за собой верхние части фланцев 7 кожухов гидростоек б до упора нижних фланцев 11 вместе с расположенными на них упорами 15 в верхний лист основания 12 (фиг.З).

При этом верхняя база - перекрытие 2 самоустанавливается и стабилизируется относительно нижней базы - основания 1 в

поперечной плоскости секции (восстанавливающий момент Мв на фиг.8). В это же время при перемещении кожухов гидростоек б вверх их промежуточные элементы 13 вступают во взаимодействие с внутренними

плечами рычагов 14, создавая по бокам секции пару сил, благодаря которым нижняя база - основание 1 самоустанавливается и стабилизируется относительно направляющих балок 5, а следовательно, и базы-конвейера 22 с частичным приподъемом передней части основания секции 1 над почвой (восстанавливающий момент Мн на фиг.8).

При передвижке секции с активным

подпором перекрытия к кровле и изменении высоты секции крепи, которое приводит к изменению наклона гидростоек, в них могут возникать неблагоприятные изгибающие напряжения в плоскости продольной оси

секции из-за того, что усилия передвижки прилагаются к основанию секции в направлении к забою, а сила трения перекрытия о кровлю - в противоположном направлении. Вследствие того, что фланцы кожухов

гидростоек 6 в нижней части 11 снабжены упорами 15, выполненными в виде сегментов и обращенных выпуклой поверхностью 16 к веохнему листу основания 12 и осевой образующей 17 параллельной поперечной

оси секции А-А, а перекрытие 2 и основание 1 дополнительно связаны четырехзвенным направляющим механизмом 18с увеличенными или овальными 20 посадочными отверстиями, то в процессе передвижки

секции и ее поперечной самоустановки упоры 15 взаимодействуют с верхним листом основания 12 по линии (а не плоскости), осевой образующей 17, параллельной поперечной оси секции А-А и перпендикулярной

большим усилиям, действующим в плоскости продольной оси секции (фиг.4). Это создает эффект перекатывания выпуклых поверхностей 16 упоров 15 по верхнему листу основания 12 и дополнительного условного шарнира относительно плоскости продольной оси секции при взаимодействии упоров 15 стоек с верхним листом основания 12 по осевой образующей 17, что в сочетании с четырехзвенным направляющим механизмом 18 разгружает гидростойки 3 от изгибающих напряжений в плоскости продольной оси секции, т.е. обеспечивает перераспределение нагрузок на гидростойки и повышает надежность работы крепи. Кроме того, выполнение верхнего шарнира перекрытия с увеличенными или овальными посадочными отверстиями в сочетании с механизмами стабилизации положения секции разгружает секцию от неблагоприятных крутящих моментов и напряжений при взаимодействии с кровлей и почвой, что также обеспечивает возможность снижения Материалоемкости секции крепи.

Предложенная секция комплектно-агрегатной механизированной крепи сочетает в себе преимущества костровой секции с механизмами поперечной стабилизации и щитовой секции с 4-звенным направляющим механизмом продольной стабилизации с новыми функциональными свойствами, что является новым классом ко- строво-щитовых секций механизированных крепей.

Формула изобретения Секция комплектно-агрегатной механизированной крепи, включающая основание и перекрытие, связанные между собой посредством шарнирно закрепленных на них гидростоек с механизмами стабилизации, выполненными из кожухов с кронштейнами и фланцами, размещенных на гидростойках с возможностью взаимодействия фланцев с

внутренней поверхностью верхнего листа основания, а кронштейнов - с грундбуксами гидростоек и двуплечими рычогами, закрепленными на верхних листах основания с возможностью взаимодействия свободными плечами с направляющими балками, шарнирно связанными с основанием, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет перераспределения нагрузок на гидростойки, фланцы

кожухов снабжены упорами, жестко связанными с ними, выполненными в виде сегментов, обращенных выпуклой поверхностью к верхней плоскости основания и расположенных вдоль продольной оси секции крепи.

Использование: в очистных механизированных комплексах. Сущность изобретения: секция комплектно-агрегатной механизированной крепи включает основание и перекрытие 2, связанные между собой шарнирно установленными гидростойками 3 с механизмом поперечной стабилизации, выполненным из кожухов 6 с фланцами 7 с упорами 15, взаимодействующими в верхней части с цилиндрами 9 и цилиндрами гидростоек, а в нижней части - с верхним листом 12 основания, промежуточными элементами 13 с двуплечими рычагами 14. Упоры 15 выполнены в виде сегмента, обращенного выпуклой поверхностью к верхнему листу 12 основания. При колебании сто- екупоры 15 создаютэффект дополнительного шарнира, что разгружает стойки. 9 ил. сл с VI ся 00 го 4 О

7-Ш

5

Фие, i

Фиг./

n S

JL &3 f5 (7 УЗ. 12Б-Б 16 Ј1

Cpus.Jf

срые. 5

////////////////////////////

#//// V/////7/7 //7 /// ///////// ///////////////

0 , „ Фиг. 6 Вид В

Фаг. 7 Sud rВидя

у////////Л////////,

/////////X////////

Редактор Е.Копча

/&/7////y///7/7/Ws

Фиг. 9

Составитель В.Пономарева

Техред К.МоргенталКорректор И.Шмакова