Механизированная крепь для выемки угля с закладкой выработанного пространства Советский патент 1979 года по МПК E21D23/00 

(54) МЕХАНИЗИРОВАННАЯ КРЕПЬ ДЛЯ ВЫЕМКИ УГЛЯ С ЗАКЛАДКОЙ BblPABOtAHHOrO ПРОСТРАНСТВА

Изобретение относится к горному делу и предназначено для механизации крепления при выемки угля с закладкой выработанного пространства-.

Известна механизированная крепь для выемки, состоящая из комплектов секций, каждая из которых имеет верхнее перекрытие, основание, гидростойки, телескопическое ограждение, домкраты передвижения, расположенные диагонально между секциями, и телескопические штанги для соединения секций между собой t.

Такая констр|укция крепи не. позволяет управлять кровлей с полной закладкой выработанного пространства, что ограничивает область ее применения.

Наиболее близкой к изобретению является механизированная крепь, длявыемки угля с закладкой выработанного пространства, включающая однотипные секции с домкратами их передвижения, уплотняющими щи-. тами,шарннрно соединенными с основанием, перекрытием, уплотняющими гидродомкратами, и домкратами для корректировкипо- :ложения секций, базовую балку, звенья которой соединены между собой жестко в плоскости пласта и шарнирно - в плоскости, перпендикулярной к плоскости пласта, при этолЕ каждое звено содержит поперечный, продольный, диагональный, стержни и направляющие 2.

Недостатком этой крепи является то, что базовые балки, положение которых жестко не зафиксировано по мощности пласта, могут складываться в «гармошку, поэтому передвижка базовых балок затруднена не только вверх по восстанию, но и по простирайию. Кроме того, крепь не может вписываться в пласт с неспокойной типосометри:ей.. ,; , ; . .

Цель изобретения - повь1шение управляемости крепи.в плоскости пласта.

Это достигается тем, что направляющие вь1полненьь в виде опор, установленных на основаниях секций с возможностью перемещения в них поперечных стержней базовой балки по простиранию и восстанию пласта, а Домкраты передвижения секций жестко соединены с поперечными стержнями и подвижно - в плоскостей пласта и перпендикулярной к ней плоскости с уплотняющими щитами, которые имеют механизмы фиксации их поворота относительно оснований секций, выполненные в виде гребенок, закрепленных на основаниях секций и поворотных стержней, установленных на уплотняющих щитах.

На фкг. 1 изображена механизированная крепь, вид по мощности пласта; н фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I; на фиг. 3 - две секции в положении, когда передвинуты базовая балка и одна секция; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Механизированная крепь имеет однотипные секции I и базовую балку 2. Базовая балка 2 представляет собой плоскую ферму, жесткую в плоскости пласта. По длине базовая балка состоит из коротких звеньев, соединенных между собой щарнирно в плоскости, нормальной к плоскости пласта, что позволяет базовой балке 2 и механизированной крепи вписываться в пласт (слой) любой гипсометрии по падению пласта. Длина звеньев базовой балки равна- расстоянию между секциями. Длина базовой балки равна длине забоя.

Каждая секция I крепи состоит из основания 3 и перекрытия 4, которые соединены между собой двумя гидростойками 5. Соединение гидростоек 5с основанием 3 и перекрытием 4 шаровое, что обуславлива ется предполагаемыми неровностями -почвы и кровли пласта (слоя). Основание 3 и перекрытие 4 каждой секции крепи состоят из двух зеньев, соединенных между собой Шарнирно. Такое устройство бснования 3 и перекрытия 4 необходимо в том случае, когда почва и кровля имеют волнистое стро-; ение. Если основание 3 и перекрытие 4 будет каждое из одного звена большой длины, то усилием распора гидростоек 5 они могут деформироваться. Со стороны закладочного массива основание 3 и перекрытие 4 соединены щарнирно с уплотняющим щитом 6. Каждая секция снабжена гидродомкратом передвижения 7. Один конец домкрата передвижения 7 соединен с уплотняющим ц|и.том 6, а другой - с базовой балкой 2 (вставленный в поперечный стержень). Гидродомкрат передвижения 7 соединен с уплотняющим щитом следующим образом. К щиту вдоль его (по мощности пласта) прикреплена направляющая 8. По этой направляющей может двигаться вниз-вверх по мощности пласта соединенная с ней подвижно плита-ползун 9. К плите-ползуну 9 прикреплена вторая направляющая 10 поперек уплотняющего щита б, по которой может двигаться вторая плита-ползун 11, с которой соединяется конец домкрата передвижения 7. Такое соединение домкрата передвижения 7 со щитом 6 необходимо для того, чтобы облегчить передвижение секции 1 по простира)1ию пласта по неровностям почвы. Это соединение также обуславливает передвижение базовой балки 2 относительно секций 1 по восстанию пласта и секций 1 относительно базовой балки- 2. При неподвижном

соединении домкрата передвижения .7 с уплотняющим щитом 6 (при передвижке секции по простиранию пласта) домкрат 7 может деформироваться.

Для того, чтобы секция 1 могла передвинуться по простиранию пласта при помощи домкрата передвижения 7, соединенного с уплотняющим щитом 6, необходимо жесткое

соединение щита с основанием 3 секции 1. Неровности почвы и кровли обуславливают только щарнирное соединение щита 6 с основание 3 и перекрытием 4 секции I. В противном, случае при распоре гидростоек 5 деформируется соединение уплотняющего щита б с основанием-перекрытием или, сам уплотняющий щит. Для того, чтобы создать жесткость .соединения уплотняющего щита б с основанием секции 3 только во время передвижки, имеется механизм жесткости, который состоит из стержня 12, шарнирно соединенного с уплотняющим щитом б, и «гребенки 13, прикрепленной к основанию сек5 ции 3.. Свободный кон.ец стержня под действием силы тяжести всегда находится на «гребенке 13. Когда щиту сообщается усилие передвижения, стержень 12 зацепляется за

0 один зуб «гребенки 13. Такая система (щит - сержень - основание с «гребен.кой) уже становится жесткой и секция, может передвинуться по простиранию, пласта. .Стержень 12 может быть выведен из зацепления с «гребенкой 13 при помощи рычага 14 с педаль р. Если распор секции 1 проиS зойдет, когда стержень 12 еще не будет выведен из зацепления с «гребенкой ГЗ, . то один из элементов такой жесткой системы может деформироваться.

В передних концах основания 3 и перекрыт1 я 4 секции 1 вставлены уплотняющие

домкраты 15.

Для удержания секций от соскальзывания вниз по падению относительно базовой

балки 2 и относительно секций 1, зафиксировнных распором гидростоек 5, а также для

5 подъема механизированной крепи по восстанию пласта, каждая секция 1 соединяется гидродомкратом подвески 16 с базовой балкой 2 щарнирно в двух плоскостях: в плоскости пласта и в нормальной к ней плоскости (по мощности пласта). Такое соединение домкратов подвески 16 обусловлено тем, что когда секция движется по простиранию по неровностям почвы, при жестком соединении домкрата 1 бt-базовой балкой 2 или с основанием секции по мощности пласта, он может деформироваться.

На каждой секции 1, кроме самой верхней, перекрытие 4 снабжено корректируюЩИМ гидродомкратом 17, расположенным.параллельно ему по восстанию пласта. Шток корректирующего гидродомкрата 17 соединен с перекрытием 4 щарнирно, а цилиндр входит в кольцо, жестко прикрепленное к перекрытию 4. Цилиндр может двигаться только поступательно: по восст.анию или падению пласта. .

На основании каждой секции имеются две опоры 18, на которых располагается поnepef4HHH стержень 19 базовой балки 2. Опоры 18 имеют такую конструкцию, что они фиксируют поперечные стержни 19 базовой балки 2 по мощности пласта, т. е. препятствуют движению их в сторону почвы или кровли пласта . Поперечные стержни играют роль щарниров звеньев базовой балки 21 В данном случае все щарпиры базовой балки 2 зафиксированы по мощности пласта, поэтому базовая балка 2 не складывается в «гармошку. Вместе с тем опоры 18 позволяют поперечным стержням двигаться по простираниюили восстанию пласта на щаг передвижки. В ложе, где размешается часть поперечного стержня 19 на опоре 8ближе к уплотняющему щиту 6, с верхней стороны по восстанию пласта имеется зазор. Величина этого зазора равна шагу передвижки базовой балки 2 по восстанию пласта, т. :е. на величину этого зазора стержни 19 базовой балки 2 могут передвинуться в ложе опоры вверх по восстанию пласта.. Второй конец поперечного стержня 19 имеет сечение, близкое к сечению двутавра. Своими нижними полками двутавр (поперечный стержень 19) может двигаться между точно обработанными плоскостя.ми второй опоры 18 по простиранию пласта. По восстанию пласта стержень 19 может двигаться вместе с опорой пО направляющей 20, прикрепленной к основанию секции. Длина направля ощей 20 равна щагу передвижки базовой балки 2 по восстанию пласта. Конструкция второй опоры 18 обусловлена тем, что над ней может двигаться по простиранию направляющая для выемочной машины, прикрепленная сверху поперечного стержня 19. Конструкция обеих опор 18 обусловлена неровностью почвы по простиранию пласта и соединение их с основанием 3 позволяет шарнирно соединенным звеньям основания 3 располагаться под различными углами к поперечному стержню 19 базовой балки 2 по мощности пласта. Опоры 18 могут поворачиваться вокруг своей оси вращения, но так как они зафиксированы поперечным стержнем 19 базовой балки 2, то могут поворачиваться вокруг опор 18 соединенные с ними звенья основания 3, когда секция 1 двигается nq неровностям почвы. Каждое звено базовой балки 2 состоит из поперечного стержня 19, соединенных с ним шарнирно продольного стержня 21, направляющих 22

.693028

для комбайна 23 и диагонального стержня 24. Диагональный стержень создает жест.кость базовой балки 2 в плоскости пласта. Для того, чтобы обеспечить параллельность движения одной секции 1 относительно соседних, все секции 1 между собой соединены телескопическими траверсами 25.

. Каждые две соседние секции соединены четырьмя траверсами 25 (двумя траверсами соединены основания 3 и двумя - перекрытия 4). Траверсы 25 соединяются с секциями 1 щарнирно и двух, плоскостях: в плос-. кости пласта и в нормальной к гей плоскости (по мощности пласта). Такое соединение необходимо для того, чтобы обеспечить движение каждой секции I относительно двух соседних секций 1 по простиранию пласта. По мощности пласта секции I могут располагаться на раз.1нчной высоте ввиду неровности почвы и кровли пласта (слоя). Параллельность движения одной секции

пласта относительно двух соседних секций 1 . обеспечивается тем, что благодаря точностй прилегания поверхностей плунжера и цилиндра в четырех траверсах 25, соединяющих основания 3 и перекрыти.я 4 двух

соседних секций I, плунжеры выдвигаются одновременно на одинаковую длину. Тем

самым зазоры между секциями 1, соединенными четырьмя траверсами 25, на всем протяжении по простиранию пласта будут одинаковыми, т. е. секции 1 при относительном

передвижении будут сохранять пара лельность.

Перекрытия секций имеют бортик 26, в которые упираются цилиндры корректирующих домкратов 17, не давая им опрокидываться вниз по падению пласта во время ее

передвижения по простиранию пласта.

Крепь работает следующим образом. Выемку угля комбайном 23 начинают снизу и продолн ают вверх по восстанию пласта (слоя). Перед зарубкой комбайн включают и начинается подвигание базовой балки к очистному забою. По мере движения базовой балки 2 исполнительный орган комбайна 23 врезается (врубается) в угольный массив забоя.. Таким образом производится зарубка комбайна 23. Далее начинают выемку угля выше по забою. Комбайн вдоль

забоя подается канатом Фяговой лебедки.

По Ntepe выемкя угля передвигаются секции

1 к забою относительно базовой балки 2.

Базовая балка 2 и секции 1 передвигаются

к забою относительно базовой балки 2 гидродомкра-рами передвижения 7. Базовая бал ка 2 передвигается относительно секций I, находящихся в состоянии распора. Перед подачей базовой балки 2, штоковые полости всех гидродомкратов подвески 16 крепи включаются на слив эмульсии. Далее под давлением эмульсия подается в .поршневые полости всех гидродомкратов передвижения 7, глтиндры которых двигаются к забою и передвигают балку 2. Одновременно с передвижкой базовой балки 2 домкраты подвески 16 располагаются диагонально, штоки их выдвигаются. Перед передвижкой секции 1 снимается усилие распора с ее гидростоек 5, поршневая полость ее гидродомкрата передвижения 7 включается на слив эмульсии, под давлением эмульсия подается в штоковую полость и шток втягивается, увлекая за собой уплотняющий щит 6 и соединенные с ним основание 3 и перекрытие 4 секции 1. Стержень 12 в это время должен быть в зацепление с «гребенкой 13. После передвиж-, ки секция 1 фиксируется усилием распора . гидростоек 5. Базовая балка 2 в состоянии покоя во время передвижки секций удержи- 5 вается при помощи гидродомкратов передвижения 7 и домкратов подвески 16 непередвигающихся секций. После того, как секция 1 подвинута, при помощи рычага 14 выводится из зацепления «стержень 12 с «гребенкой 13, гидростойкам 5 сообщается усилие распора, за щитб подается закладочный материал.

Для упл отнения возведенного закладоч-i ного массива снимается распор с секции 1./ Уплотняющие гидродомкраты 15, распира- Л ясь в угольный массив забоя, подают секцию I назад и щиток б уплотняет закладом-, ный массив. Выемка угля, передвижка секций, закладка выработанного простра нства и уплотнение закладочного массива совме-. j щены во времени. , Когда крепь опустится по падению пласта на величину более допустимой, ее подии- мают по восстанию пласта. При пойощи всех гидродомкратов подвески 16 забойной , крепи поднимается базовая балка 2. Перед 35 подъемом базовой балки 2 щтоковые полос- . ти всех гидродомкратов подвески 16 включаются на слив эмульсии. Во время подъема базовой балки 2 под давлением эмульсия подается в поршневые полости всех домкратов подЕзески 16, щтоки при это.м выдвигаются, но так как они 3:акреплены на оскованиях секций 1 крепи, зафиксированных усилием распора гидростоек 5, неподвижно, Движутся вверх по восстанию пласта цилиндры, поднимая соединенные с ними стёрж- 45 ни- 19 базовой балки 2. Когда базовая балка 2 будет поднята, поднимаются по одной снизу вверх по восстанию пласта секции 1 забойной крепи. Перед подъемом секции 1 снимают распор с ее гидростоек 5, поршневая полость ее гидродомкрата под вески 16 включаетсяна слив , под давл ;нием эмульсия подается в штоковую полость гидродомкрата подвески 16, шток втягивается, увлекая за собой основание 3 секции 1. Перекрытие 4 поднимается опорными домкратами крепи 55 сопряжения лавы с конвейерным штреком (опорные домкраты и сопряжение не относятся к заявленному изобретению и не изображены на чертежах). Перед подъемом перекрытия 4 поршневая полость корректирующего домкрата 17 включается на слив. Во время подъема эмульсия подается в штоковую полость корректирующего гидродомкрата 17, шток втягивается, корректирующий домкрат сокращается по длине Перед подъемом второй секции 1 снимается распор с ее гидростоек 5 и секция поднимается при. помощи ее домкрата подвески 16 и корректирующего гидродомкрата 17 первой секции 1. После подъема секции 1 на Щаг передвижки (подъема) она распирается и таким, же образом поднимается следующая .секция I, пока не будут поднять все секции 1 крепи..

Длина базовой балки по восстанию пласта и количество секций крепи зависит от длины очистного забоя.

Такое выполнение механизированной крепи позволяет обеспечить эффективное управление крепью в плоскости пласта и полную закладку выработанного простанства.

Формула изобретения

с целью повышения управляемости крепи в плоскости пласта, направляющие выполнены в виде опор, установленных на основаниях секций с возможностью перемещения в них поперечных стержней базовой балки по простиранию и восстанию пласта, а Домкраты передвижения секций жестко соединены с поперечными стержнями и подвижно - в плоскости пласта и перпендикулярной к ней плоскости с уплотняющими щитами, которые имеют механизмы фиксации их поворота относительно оснований секции.

Источники информации,. Разработать технологию и техннчеспринятые во внимание при экспертизекие средства выемки мощных крутых плас1. Топчиев А. В. Горные машины и компространства. Отчет КузНИУИ №5-У-7-1971

плексы, М., «Недра, 1971, с. 498-501.; Прокопьевск, 1971, рис. 5.1.

тов Кузбасса с закладной выработанного

693028 го

./ 18