Устройство для соединения опорных элементов секций крепи Советский патент 1992 года по МПК E21D23/04 

Изобретение относится к горной промышленности к области механизации добычи полезного ископаемого (в частности) механизированным крепям очистного оборудования для добычи угля крутых пластов подземным способом, в частности к устройствам для соединения опорных элементов крепи.

Известна механизированная крепь, включающая основные секции, связанные по основаниям с забойной стороны тягами и базовой балкой, а с завальной - ограждением, и вспомогательные секции, установленные между основными секциями и связанные с базовой балкой или основными секциями гидродомкратами передвижения.

Эффективная работа крепи по падению затруднена отсутствием кинематических соединений по основаниям вспомогательных и основных секций, а по простиранию пласта - невозможна, из-за постоянного на каждом цикле сползания крепи по падению на величину зазора между основаниями вспомогательных и основных секций.

Известные механизированные крепи, верхняки или основания которых связаны шпунтовыми соединениями с упругими компенсаторами для эффективного управления движением крепи на пологих и наклонных пластах. Компенсаторы из тарельчатых пластин, установленных на ползуне, или упругих (резиновых) колец, установленных на ползуне и направляющей шпунтового соединения, повышают эффективность управления движением крепи при временных, непостоянных и небольших нагрузках на компенсаторы, что ограничивает их примеVJ

О

ю

ON СО

нение в основном пологими и наклонными пластами. Большие и постоянные силовые воздействия связанных известными шпунтовыми соединениями оснований соседних секций крепи, характерные для крутых пластов, вызовут рассогласование в ограниченно управляемом движении секций крепи, частые их остановки для исправления положения крепи. Известная крепь принята нами за прототип.

, Целью настоящего изобретения является повышение эффективности управления движением крепи в плоскости пласта.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для соединения опорных элементов секций крепи включающее связанные с опорными элементами соседних секций гидроцилиндры передвижения и шпунтовые соединения, каждое из которых выполнено из шарнирно закрепленных на соседних секциях двух звеньев в виде направляющей и ползуна, одно из которых охвачено другим, причем одно из звеньев каждого шпунтового соединения дополнительно связано с опорным элементом, к которому прикреплено другое звено, посредством гидроцилиндра корректировки двойного действия, установленного на конце шпунтового соединения.

Предлагаемое шпунтовое соединение опорных элементов секций в комплекте обеспечивает управляемое движение секций в плоскости крутого пласта по трем параметрам - передвижение к забою домкратом передвижки, смещение секции корректирующими гидроцилиндрами двойного действия вдоль забоя в обе стороны, поворот секции на заданный угол в любую сторону в начале передвижения снятой с распора передвигаемой секции. Силовые параметры корректирующих гидроцилиндров двойного действия позволяют преодолеть постоянные силовые факторы (сопротивления) на крутых пластах (препятствия неровностей почвы, вес передвигаемой секции и направляющей балки) и обеспечить эффективность управления движения секций комплекта крепи в сложных условиях крутых пластов.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что устройство для соединения опорных элементов секций крепи отличается тем, что одно из звеньев каждого шпунтового соединения дополнительно связано с опорным элементом, к которому прикреплено другое звено, посредством гидроцилиндра корректировки двойного действия, установленного на конце шпунтового соединения.

Анализ известных технических реше ний (аналогов) в исследуемой области, т.е. i горной промышленности позволяет сделат вывод об отсутствии в ней признаков, сход

ных с существующими отличительными при знаками в заявляемом устройстве дл$ соединения опорных элементов секции механизированной крепи, и признать заявляемое техническое решение соот

ветствующим критерию существенные отличия.

На фиг.1 изображена технологическа схема работы механизированной крепи Е составе очистного оборудования; на фиг.2 разрез Б - Б на фиг.1; на фиг.З - разрез В - В на фиг.2; на фиг.4 - вид по стрелке Г нг фиг.2 на шпунтовое соединение опорны элементов секций крепи.

Механизированная крепь 1 входит в со став очистного оборудования, отрабатыва ющего крутые пласты угля столбам (полосами) по простиранию с обрушение кровли или с закладкой выработанного пространства и показана на фиг.1,2,3 и 4. Возможна работа оборудования также столбами по падению. Механизированна крепь 1 включает секции 2 и направляющую балку 3, по которой движется выемочная

машина (комбайн) 4. Секции 2 комплектов крепи 1 связаны с направляющей балкой j гидродомкратами 5,6 передвижения выемочной машины, причем половина гидродомкратов 5 передвижения имеет

гидродомкраты 7 качания для изменения положения направляющей балки 3 по высоте крепи. Гидродомкраты 5,6 передвижения закреплены на направляющей балке 3 чере; ползуны 8, а на основаниях 9 (ограждениях

10) секции 2 крепи с помощью шарниров 11 с осями вращения параллельным основаниям. Ползуны 8 могут перемещаться в nasv направляющей балки 3. Гидродомкраты 5,6 связаны с ползунами 8 шаровыми соединениями. Центры шарниров и соединений гидродомкратов 5,6 передвижения на соседни секциях крепи на направляющей балке 3 v основаниях 9 (ограждениях) смещены по высоте крепи (над почвой) относительно друг

друга,.

Направляющая балка 3 состоит иг звеньев, связанных между собой соединительными пластинами и пальцами и имеет направляющие пазы в которых движутся каретки 12 выемочной машины 4. Выемочная машина (комбайн) 4 передвигается вдоль направляющей балки 3 с помощью лебедки, устанавливаемой на вентиляционном штреке. От сползания по падению направляющая балка 3 удерживается гидродомкратами 5 передвижения, один из ползунов которых связан жестко с балкой 3.

Секции 2 механизированной крепи попарно по основаниям 9 (опорным элементам) соединены между собой устройствами для соединения опорных элементов - шпунтовыми соединениями 13с гидроцилиндрами 14 корректировки и гидроцилиндрами передвижения 15, а по перекрытиям 16 - поперечными корректирующими гидроци- линдрами 17, образуя комплект. Комплекты для безопасности соединены между собой цепями 18 по основаниям 9 и перекрытиям 16. Цепи 18 закреплены на боковой стороне оснований 9 и перекрытий 16 подвижно в пазах 19 с ходом, равным половине шага передвижения секций 2 комплекта.

Перекрытие 16 каждой секции 2 опирается на основание 9 через гидростойки 20 двойной раздвижности и телескопическое ограждение 10, жестко закрепленное на основании 9.

Выемочная машина 4, например комбайн Темп-1, имеет два барабанных рабочих органа 21, соединенных режущим баром 22, соединенных режущим баром 22, один из которых регулируется по мощности пласта гидроцилиндром. Барабаны 21 вращают двигатель через редуктор. Каждое шпунтовое соединение 13 выполнено из на- правляющей 23, шарнирами 24 и гидроцилиндрами 14 корректировки двойного действия соединенной с основанием одной секции комплекта крепи 1, и ползуна 25, шарнирно закрепленного в проушинах ос- нования другой секции комплекта. Гидроцилиндр 14 корректировки закреплен на конце шпунтового соединения 13 (направляющей 23) и на основании (опорном элементе) 9 передвигаемой первой в комплекте секции. Смещение крепления гидроцилиндра 14 корректировки с конца шпунтового соединения 13 к середине нецелесообразно, т.к. уменьшает шаг передвижения секции крепи. Возможно и другое исполнение предлагаемого шпунтового соединения секций комплекта, в котором корректирующий гидроцилиндр 14 связывают не с направляющей 23, а с ползуном 25 и основанием 9 соседней секции. ,

В предложенном шпунтовом соединении 13, направляющие 23 охватывают ползуны 25, но вполне работоспособно и другое исполнение, в котором ползуны 25 охватывают направляющие 23.

После снятия с распора передвигаемой первой секции комплекта (нижняя на фиг.З) и включения гидроцилиндра передвижения 15 секция может сместиться вдоль забоя, если включать одновременно оба корректирующих гидроцилиндра 14,или повернуться в ту или другую сторону (падения или восстания пласта), если включить один из двух корректирующих гидроцилиндров 14 (одной из полостей).

Очистное оборудование отрабатывает крутые пласты средней мощности длинными столбами по простиранию. В исходном положении выемочная машина 4, например легкий очистной комбайн Темп-1, установленная на направляющей балке 3 крепи 1, выдвигают в нишу у кровли пласта фиг.2. Двигаясь по направляющей балке 3 комбайн 4 производит отбойку верхней пачки пласта, равной максимальной вынимаемой мощности комбайна 4. Направляющая балка 3 с помощью гидроцилиндров 5,6 передвижения устанавливают, так, чтобы режущие барабаны 20 были параллельны кровле. Это достигается тем, что точки крепления (центры шарниров и шаровых соединений) гидроцилиндров передвижения 5,6 смещены на соседних секциях 2 и направляющей балке 3 в комплекте по высоте над основаниями и образуют, когда необходимо обеспечить параллельность режущих барабанов 20 основаниям 9 (почве, кровле), параллелограмм, противоположные стороны которого, образованные гидроцилиндрами, равны и параллельны. При необходимости изменения углового положения режущих барабанов 21 комбайна 4 изменяют длину гидроцилиндров 5 или 6, чем изменяется угловое расположение короткой стороны параллелограмма на направляющей балке 3 относительно ее противоположной стороны на основании 9 или ограждении 10, т.е. относительно почвы или кровли.

Вслед за движущимися комбайном 4 секции 2 крепи 1 снизу вверх передвигают к забою гидроцилиндрам и передвижения 15. Положение секции 2 в пласте в момент передвижения может быть изменено устройством для соединения опорных элементов гидроцилиндрами 14 корректировки и корректирующими гидроцилиндрами 17. Если передвигаемую первой нижнюю секцию (фиг.З) необходимо сместить всю вверх по восстанию пласта для компенсации зазоров и сползания секций по падению, то секг цию снимают с распора, сокращают гидроцилиндры 14 и поперечный корректирующий гидроцилиндр 17. При этом направляющие 23 наклоняются и в конце хода передвижения ползуны 25 подтягивают передвигаемую первой нижнюю секцию на ве- личину хода гидроцилиндров 14, корректировки гидроцилиндрами 17 устанавливают секцию в нормальное положение и распирают стойками 20 между боковыми

породами. Для смещения вдоль забоя верхней секции ее снимают с распора, включают гидроцилиндры 14 корректировки на растяжение, поднимая секцию вверх в процессе передвижения, корректируют ее угловое положение гидроцилиндром 17 и распирают в боковые породы в конце передвижки.

Разворот секции производят тем же устройством для соединения опорных элементов и в таком же порядке только в комплекте секций включают не два, а один из двух корректирующих гидроцилиндров 14 в зависимости от направления поворота. Цепи 18 между комплектами ограничивают их сползание по падению вдоль забоя. Эти устройства позволяют управлять движением агрегата и крепи 1 в пласте.

После снятия ленты угля у кровли комбайн 4 опускают по направляющей балке 3 в исходное положение, т.е. в нишу, опускают направляющую балку 3 гидроцилиндрами 5:6 к почве для снятия ленты угля у почвы оставшейся мощности. Поскольку вынимаемая мощность комбайна 4 намного меньше максимальной высоты крепи 1, то выемка ленты угля у почвы пласта производят с передвинутой крепью под ее защитой. Опускание балки 3 гидроцилиндрами 5,6 к почве не изменяет углового положения режущих барабанов 21 комбайна 4 в профильной плоскости благодаря рациональному смещению центров шарниров и шаровых соединений гидроцилиндров 5,6 передвижения соседних секций крепи и направляющей балке по высоте над основаниями 9 без изменения длины гидроцилиндров 5,6 м.

При необходимости изменить угловое положение комбайна 4 в профильной плоскости оно может быть легко выполнено изменением (сокращением, удлинением) гидроцилиндров или 6 передвижения.

Таким образом, эффективность работы очистного агрегата и крепи при отработке крутых пластов достигается эффективным управлением положения направляющей балки 3 вместе с легким комбайном 4 меньшей вынимаемой мощности в профильной плоскости по трем параметрам - углу поворота, высоте подъема под почвой и шагу передвижения и эффективным управлением секций комплектов крепи 1 в плоскости пласта по трем параметрам: посредством для

соединения опорных элементов секций кре пи:

-перемещение вдоль столба за счет гидроцилиндров 15 передвижения;

- перемещение вдоль забоя за счет гидроцилиндров 14 корректировки шпунтовы соединений 13 при их одновременном включении:,

-поворот секции по обе стороны отно- сительно направления движения вдоль

столба корректирующими 14 корректировку шпунтовых соединений 13 при их раздельном включении, а также управлением секций в плоскости забоя (перпендикулярной

пласту) корректирующими гидроцилиндрами 17 особенно при максимальной высоте крепи при работе по простиранию пласта.

Предлагаемая механизированная крепь может в составе очистного оборудования с

конвейеростругом отрабатывать крутые пласты столбами по падению с обрушением кровли или с закладкой выработанного пространства.

Использование одного предлагаемогс

очистного агрегата с устройствами для соединения опорных элементов секций крепи на крутых пластах столбами по простиранию по сравнению с существующими в Кузбассе системами механизированной

выемки (БВР) и креплением деревом короткими полосами и длинными столбами по простиранию с обрушением кровли обеспечить большой экономический эффект при сроке окупаемости не более 2 лет.

Формула изобретения

Устройство для соединения опорных элементов секций крепи, включающее связанные с опорными элементами соседних секций гидроцилиндры передвижения и

шпунтовые соединения, каждое из которых выполнено из шарнирно закрепленных на соседних секциях двух звеньев в виде направляющей и ползуна, одно из которых охвачено другим, отличающееся тем,

что, с целью расширения эксплуатационных возможностей за счет повышения эффективности управления движением крепи в плоскости пласта, одно из звеньев каждого шпунтового соединения дополнительно

связано с опорным элементом, к которому прикреплено другое звено посредством гидроцилиндра корректировки двойного действия, установленного на конце шпунтового соединения.

I

Вид Г

Использование: механизация добычи полезного ископаемого и, в частности, механизированные крепи очистного оборудования для добычи угля из крутых пластов подземным способом. Сущность изобретения: устройство включает связанные с опор- ными элементами соседних секций гидроцилиндры передвижения и шпунтовые соединения. Каждое из шпунтовых соединений выполнено из двух звеньев в виде направляющей и ползуна. Одно из звеньев и охватывает другое. Одно из звеньев каждого шпунтового соединения (направляющая или ползун) дополнительно связано опорным элементом, к которому прикреплено гидроцилиндром корректировки двойного действия другое звено. Гидроцилиндр корректировки установлен на конце шпунтового соединения.4 ил. сл С

фиг. 4