Механизированная крепь Советский патент 1992 года по МПК E21D23/00 

Изобретение относится к механизации очистных работ в угольных шахтах, а именно к механизированным крепям для очистных забоев преимущественно при разработке крутых угольных пластов по простиранию и восстанию с управлением кровлей обрушением или закладкой.

Цель изобретения - повышение эксплуатационных качеств и надежности в работе механизированной крепи путем создания дополнительных усилий передвижения базовой балки с одновременным принудительным уплотнением обрушенных или закладочных пород при фронтальном перемещении ограждений в сторону выработанного пространства.

На фиг.1 изображена механизированная крепь с прямолинейным ограждением в разрезе; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (механизированная крепь с расположением забоя по падению); на фиг.З - разрез А-А на фиг.1 (механизированная крепь с диагональным расположением забоя); на фиг.4 - механизированная крепь с ограждением на базе механизма Чебышева, разрез.

Механизированная крепь состоит из базовой балки 1, выполненной из звеньев 2 с проемами 3 и кронштейнами 4, связанных между собой стыковыми устройствами 5, и секций 6, состоящих из гидростоек 7, верхние концы которых соединены с перекрытиями 8, а нижние - с основаниями 9, расположенными в проемах 3 звеньев 2 баXI

ICN

СЛ

fc fe

зовой балки 1, ограждений 10 с вертикальной раздвижностью, состоящих из щитков 11, связанных между собой посредством шарнирных многозвенников 12, которые закреплены на горизонтальных 13 элементах нижних Г-образных щитков 14 ограждения, снабженных дополнительными гидродомкратами 15 и шарнирными многозвенниками 16 с горизонтальной раздвижностью, которые одним концом связаны с кронштейнами 4, а другим - с вертикальными 17 элементами Г-образных щитков 14, нижних 18 гидродомкратов передвижения, шарнирно соединенных со звеньями 2 базовой балки 1 и основаниями 9, верхних 19 гидродомкратов передвижения, шарнирно соединенных с перекрытиями 8 и ограждениями 10, цилиндры которых снабжены защитными кожухами 20, проходящими через направляющие хомуты 21 перекрытий 8. Защитные кожухи 20 имеют возможность продольного перемещения в отверстиях направляющих хомутов 21 и служат для обеспечения кинематической связи по мощности пласта между перекрытием и ограждением. Нижние гидродомкраты 18 передвижения также имеют защитные кожухи 20, которые выполняют только функции охраны домкрата от загрязнения.

Стыки между ограждениями соседних секций 6 перекрываются защитными планками 22, установленными внахлестку по падению пласта (фиг. 1-3). При ограждениях на базе механизма Чебышева (фиг.4) стыки между соседними секциями могут перекрываться с помощью боковых щитков 23.

Зазоры между перекрытиями 8 и верхними щитками ограждения 10 перекрываются защитными устройствами 24 из транспортерной ленты,

Для обеспечения фронтальной передвижки ограждений крепи одновременно по всей длине или волнообразно Г-образ- ные щитки 14 соединены между собой шарнирами 25.

Механизированная крепь работает в очистных забоях при разработке крутых угольных пластов по простиранию или восстанию с обрушением боковых пород или закладкой выработанного пространства следующим образом.

В исходном положении, перед началом цикла выемки угля, секции 6 механизированной крепи подтянуты к базовой балке 1 и расперты; ограждения 10 находятся в придвинутом к звеньям 2 базовой балки 1 положении со стороны выработанного пространства и подбучены обрушенными или закладочными породами по всей длине лавы, которые также обеспечивают поддержание пород кровли за крепью в этом положении.

Работа механизированной крепи начинается с фронтальной подачи базовой балки

1 на забой с помощью нижних 18 домкратов передвижения, подтягивающихся к распертым секциям 6 крепи, и дополнительных гидродомкратов 15, отталкивающихся от ограждений 10, которые при этом производят

принудительное уплотнение обрушенных или закладочных пород. Уплотнению обрушенных или закладочных пород путем пере- мещения в сторону выработанного пространства ограждений 10 также способствуют верхние 19 гидродомкраты передвижения, которые при этом отталкиваются от распертых секций 6 крепи. Для этого верхние гидродомкраты 19 передвижения и дополнительные гидродомкраты 15

выполняются с ходом, равным сумме шага передвижки крепи и шага уплотнения hy (фиг. 1,4) обрушенных или закладочных пород.

Таким образом, одновременно с фронтальной подачей базовой балки на шаг передвижки крепи с использованием дополнительных усилий передвижения от отталкивания от обрушенных или закладочных пород происходит их принудительное

уплотнение на величину до hy.

В случае, если при передвижке ограждений 10 в сторону выработанного пространства не будет достигнута желательная степень уплотнения обрушенных или закладочных пород, операция уплотнения может быть повторена несколько раз при неподвижной базовой балке, с дополнительной подачей закладочного материала после каждого подтягивания ограждений.

После окончания подачи базовой балки 1 на шаг передвижки крепи ограждения 10 оказываются передвинутыми в сторону выработанного пространства на шаг уплотнения hy.

При передвижении ограждений 10 в сторону выработанного пространства относительно перекрытий 8 распертых секций 6 и базовой балки 1 защитные кожухи 20 верхних 19 гидродомкратов передвижения перемещаются в отверстиях направляющих хомутов 21, укрепленных на перекрытиях, чем обеспечивается защита штоков гидродомкратов от изгибающих нагрузок и возможность изменения вертикальной

раздвижки ограждений 10 в соответствии с

изменениями высоты секций 6 крепи при

колебаниях мощности вынимаемого пласта.

Направленность передвижения нижних

Г-образных щитков ограждений 10 обеспечивается при этом за счет шарнирных многозвенников 16 с горизонтальной раздвиж- ностью, соединенных одним концом с кронштейнами 4 на звеньях 2 базовой балки 1, а другим с вертикальными элементами Г-об- разных щитков.

При применении фронтальной выемочной машины одновременно с подачей базовой балки 1 происходит выемка полосы угля на ширину, равную шагу подачи базовой балки (шагу передвижки крепи).

При применении в качестве выемочной машины угольного комбайна, при подаче базовой балки производится или зарубка комбайна внизу лавы или заводка его исполнительного органа в подготовленную нишу. В этом случае выемка угля производится после окончания подачи базовой балки одновременное последовательной передвижкой секций.

По окончании выемки угля и уплотнения обрушенных или закладочных пород производится фронтальное подтягивание ограждений 10 к базовой балке с помощью верхних 19 гидродомкратов передвижения и гидродомкратов 15 с одновременным перемещением обрушенных или подачей закладочных пород в отработанную полосу выработанного пространства. Затем производится передвижение секций 6 крепи к забою путем отталкивания верхних 19 и нижних 18 гидродомкратов передвижения от неподвижной базовой балки 1 с закрепленными на ней ограждениями 10 в условиях статического поддержания пород кровли в выработанном пространстве подбученны- ми обрушенными или закладочными породами. Следует отметить, что при предлагаемой крепи передвижение секций происходит в облегченных условиях, практически без нарушения состояния обрушенных пород или закладочного массива в выработанном пространстве, т.е. при минимальной конвергенции боковых пород.

При передвижении секций также может происходить изменение вертикальной раз- движности ограждений в соответствии с изменениями высоты секций при колебаниях мощности вынимаемого пласта за счет взаимодействия верхних 19 гидродомкратов передвижения, снабженных защитными кожухами 20, с укрепленными на перекрытиях 8 направляющими хомутами 21.

Схема передвижения секции может приниматься любой в зависимости от применяемых выемочных машин. В частности, при фронтальной выемочной машине может применяться фронтально-групповая передвижка секций, при угольном комбайне - последовательная схема передвижки секций вслед за проходом комбайна снизу

вверх. После окончания передвижки секций производится их распор.

При перемещении в процессе передвижки секций 6 перекрытий 8 относительно неподвижных ограждений 10 также происходит перемещение защитных кожухов 20 верхних гидродомкратов передвижения 19 в отверстиях направляющих хомутов 20, укрепленных на перекрытиях 8. Этим

0 заканчивается цикл работы механизированной крепи.

Достоинствами предлагаемой крепи являются возможность создания дополнительных усилий передвижения базовой

5 балки с одновременным принудительным уплотнением обрушенных или закладочных пород при фронтальном перемещении ограждений в сторону выработанного пространства, чем может быть устранена

0 вибрация базовой балки и выемочной машины за счет увеличения усилий прижатия ба- зовой балки к боковым породам, а следовательно, повышена надежность работы механизированной крепи; возмож5 ность принудительного уплотнения обрушенных и закладочных пород в выработанном пространстве по всей длине крепи, что обеспечивает снижение конвергенции боковых пород, улучшение взаимодействия

0 крепи с боковыми, обрушенными и закладочными породами, а также улучшению управления боковыми породами как с закладкой, так и с обрушением, что также обеспечивает повышение надежности рабо5 ты крепи; возможность повышения стабильности работы закладочного комплекса; возможность независимой от ограждений передвижки секций по любой схеме, обуславливаемой лишь требованиями выемоч0 ной машины; облегчение передвижки секций в связи с тем, что они при этом не воспринимают нагрузки, действующие на ограждения, и этот процесс происходит в условиях статического поддержания пород

5 кровли в выработанном пространстве подбученными, принудительно уплотненными

обрушенными или закладочными породами.

Формула изобретения

1.Механизированная крепь, состоящая

0 из расположенной у почвы базовой балки, выполненной из звеньев с проемами и кронштейнами, и секций, включающих гидростойки, шарнирно соединенные с перекрытиями, имеющими направляющие хомуты, и с основаниями, расположенными

5 в проемах звеньев базовой балки, ограждения с вертикальной раздвижностью, содержащие щитки, связанные с помощью шарнирных многозвенников, нижние гидродомкраты передвижения, шарнирно соединенные со звеньями базовой балки и основаниями верхние гидродомкраты передвижения, шарнирно соединенные с перекрытиями и ограждениями, цилиндры которых установлены в защитных кожухах, проходящих через направляющие хомуты перекрытий, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационных качеств и надежности в работе механизированной крепи путем создания дополнительных усилий передвижения базовой балки на забой и уплотнения обрушенных и закладочных пород в выработанном пространстве за счет оттал- хивания от них фронтально перемещающихся относительно базовой балки ограждений, нижние щитки ограждений выполнены Г-образной формы и снабжены до- полнительными гидродомкратами и

шарнирными многозвенниками с горизонтальной раздвижностью, горизонтальные элементы Г-образных щитков соединены с ограждениями, дополнительные гидродомкраты и шарнирные многозвенники с горизонтальной раздвижностью одним концом связаны с кронштейнами базовой балки, а другим - с вертикальными элементами Г-образных щитков, при этом ход верхних гидродомкратов передвижения и дополнительных гидродомкратов равен сумме величин шага передвижения крепи и хода уплотнения

2. Крепь поп 1, отличающаяся тем

что Г-образные щитки соединены между собой посредством стыковых шарниров и снабжены защитными планками, установленными внахлестку для перекрытия зазоров между ограждениями соседних секций

Изобретение относится к механизации очистных работ в угольных шахтах, а именно к механизированным крепям. Цель - повышение эксплуатационных качеств и надежности работы механизированной крепи путем создания дополнительных усилий передвижения базовой балки (ББ) на забой и уплотнения обрушенных и закладочных пород за счет отталкивания от них фронтально перемещающихся относительно ББ ограждений. Механизированная крепь включает расположенную у почвы ББ, выполненную из звеньев с проемами и кронштейнами и секций. Последние состоят из гидростоек, верхние концы которых соединены с перекрытиями, а нижние - с основаниями, расположенными в проемах звеньев ББ и ограждений. Ограждения состоят из щитков, связанных между собой посредством шарнирных многозвенников, которые закреплены на горизонтальных элементах нижних Г-образных щитков ограждения. Дополнительные гидродомкраты (ГД) и шарнирные многозвенники одним концом связаны с кронштейнами, а другим - с вертикальными эпементами Г-образных щитков. Ход верхних ГД и дополнительных ГД равен сумме величины шага передвижения крепи и хода уплотнения обрушенных или закладочных пород. 1 з.п.ф-лы, 4 ил. сл с

8

JL

l / /

19 20 Рыъи

l / / У

KW

Н

15

$////////////////$///////////,

20 фиг.2 Я 32

А-4 ю К 20 j9 ъ 5 12

Фиг.З

25 22

25

70

20 2 2

8

IS 20 21

i I I