Способ поддержания кровли вОчиСТНОМ зАбОЕ Советский патент 1981 года по МПК E21D23/00 

Известен способ поддержания кровли над комбайном с помощью механизированной крепи, при котором вслед за движением комбайна крепление обнажив шейся кровли производится выдвижными верхняками Гз. Недостатки такого способа заключаются в том, что перед1шй конец выд вижного верхняка не имеет опоры, а в полосе, закрепленной выдвижными верхняками, обеспечивается сравнител но невысокий коэффициент Зс тяж1си кро ли (менее 0,5). Отсутствие опоры на переднем конце выдвижной консоли при водит к тому, что вслед за проходом комбайна (в зоне вьщвинутых верхняков) ширина бесстоечного призабойного пространства увеличивается до 2,5 м, при этом передний конец выдвижного верхняка начинает отходить от кровли контакт перекрытия с кровлей смещает ся в сторону завала, вследствие чего увеличивается ширина незакрепленной у забоя полосы кровли и, как следствие, падает эффективность подцержания кровли. По этим причинам способ не обеспечивает эффективной выемки угольных пластов с неустойчивыми кров лями. Известен способ поддержания кров-, ли в призабойной полосе с помо(дью механизированной передвижной крепи, снабженной выдвижными верхняками. Согласно этому способу на конце двух выдвижных верхняков укрепляется пли та, располагающаяся длинной своей стороной вдоль забоя. Передвижение плиты начинается после прохода комба на путем включения на вьщвижку однов ременно двух выдвижных верхняков. При менение плиты позволяет увеличить коэффициент затяжки кровли в полосе, закрепленной выдвижными верхняками 4 Однако в зоне работы комбайна и над комбайном при применении этого способа имеют место недопустимые для неустойчивых кровель площади обнажения и,кроме того, крепь не конце вьщвижного верхняка (или плиты) не имеет опоры, что резко снижает эффективность поддержания кровли. Известен также способ поддержания кровли за комбайном с помощью механизированной крепи, имеющей перекрытия с выдвижными верхняками, выполненными в виде двуплечего рычага и поджимаемь1ми к кровле гидродомкратами. Каждый выдвижной верхняк в этом случае имеет на конце небольшую плиту. Выдвижка очередного верхняка с плитой и его поджатие к кровле может производиться вслед за проходом очистного комбайна . Недостаток способа - невозможность его применения в условиях неустойчивых кровель, так как отсутствует опора на конце консоли, приводящая к большой ширине бесстоечного призабойного пространства, к невысоким коэффициентам затяжки кровли в месте закрепления ее выдвижными верхняками и недопустимости площади обнажения кровли в районе работы комбайна. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ поддержания кровли в очистном забое, включающий выполнение под кровлей пласта врубовой щели, введение и расклинивание во врубовой щели вьщвижных консолей перекрытий механизированной крепи, которые перед проходом выемочной машины выводят из врубовой дели. При осуществлении этого способа.в.след за Проходом комбайна у кровли пласта в угле через определенные расстояния друг от друга делают щели-лунки четырехугольной формы, в которые затем вводят выдвижные двухпластинчатые верхняки. Путем поворота распорного кулака передний конец верхняка распирают в лунке и поджимают к кровле. Перед проходом выемочной машины берхняки выводят из щелей L6j. Недостаток известного способа заключается в том, что щели-лунки делают после прохода комбайна. Поэтому с момента обнажения кровли и до ввода верхняка в щель и его расклинивания в ней проходит промежуток времени, превышающий допустимое время обнажения неустойчи1вой кровли, что, в свою очередь приводит к ее обрушению прежде, чем она подхватывается, выдвижной консолью. При этом обеспечивается сравни-тельно невысокий коэффициент затяжки кровли, что не позволяет ликвидировать образование и развитие вывалов кровли в промежутках между выдвижными верхняками. Кроме того, дня производства щелей-лунок необходимы специальные угольные пилы, что увеличивает трудоемкость работ, так как при нарезке щелей пилу необходимо держать у кровли руками, а при переходе к месту располажения очередной лунки вручную перетаскивать ее вдоль забоя. . - Цель изобретения - повьшение наде ности поддержания неустойчивой кровл Поставленная цель достигается тем что врубовую щель выполняют со скосо с нижней стороны одновременно с проходом выемочной машины, а расклинивание вьщвижных консолей перекрытий механизированной крепи производят до величины 3-5 тс и удерживают их с этим усилием поджатия к кровле в течение всего выемочного цикла. На фиг. 1 показано взаимное расположение оборудования в лаве для ос ществления способа поддержания кровли в очистном забое; на фиг. 2 - тоже, вид в планеi на фиг. 3 - схема сил, действующих на конец выдвижного верхняка; на фиг. 4 - принципиаль ная схема выемочного органа комбайна для производства скошенной врубовой щели. Оборудование для осуществления сп соба поддержания кровли в очистном забое содержит очистной комбайн I секции 2 механизированной крепи, вер няк 3 которого перемещается в перекр тии секции и вдвигается в скошенную зарубную щель 4. Выемочный орган 5 очистного комбайна 1, расположенный вертикально, имеет сверху диск 6. Вьщ вижение верхняка 3 производится гидропатроном 7. Способ поддержания кровли в очист ном забое осуществляется следующим образом. Одновременно с выемкой комбайном - очередной полосы угля у кровли пла та делают сплошную (непрерывную) ско шенную к почве пласта врубовую щель 4 глубиной, большей максимальной в данных условиях величины отжима угля от груди угольного забоя. Непосредственно за проходом выемо ного органа 5 комбайна 1 мимо очеред ной секции крепи вдвигают верхняк этой секции по наклонной плоскости щели. При движении по скоЩенной поверхности врубовой щели передний ког нец верхняка поднимается вверх и под жимается к кровле. Выдвижение верхняка пррдолжаиот до момента достижения усилия поджатия переднего конца .верхняка к кровле примерно 3-5 тс, с помощью рукоят управления отключают поршневые полости гидропатронов выдвижения верхняков от напорной магистрали механизированной крепи и ,удерживают верхняки опертыми передними концами на забой в течение все-, го времени до очередного прохода комбайна мимо рассматриваемой секции. Для этого в поршневых полостях гидропатронов непрерывно поддерзкивают постоянной величины-давление рабочей жидкости, которая подается от напорной магистрали механизированной крепи. Для того, чтобы давление в поршневой полости гидропатрона в периоды выключения насосной станции крепи не упало и верхняк под действием давления пород кровли самопроизвольно не вдвинулся в перекрытие и не потерял опору на забое, гидропатроны оборудуют обратными ютапанами, запирающими поршневые полости гидропатронов при падении давления в них на 10-15% ниже номинального. С другой стороны, осуществляется постоянная подпитка гидропатронов от напорной магистрали. Это делают для того, чтобы при смятии породы или угля на контакте с верхняком давление в поршневой полости гидропатрона резко не снизилось, а следовательно, не уменьшилось усилие прижатия конца верхняка к кровле. В период, когда осуществляется передвижение очередной секции 2 на новое место, верхняк 3, будучи упертым в грдаь угольного забоя, принудительно вдвигается в перекрытие секции. При этом поршень гидропатрона перемещается и выталкивает излшпек рабочей жидкости из поршневой полости в сливнун) магистраль через предохранительный клапан, настроенный на определенное давление. Вьщвинутые в предьщущем цикле верхяки при приближении к ним выемочноо органа 5 комбайна 1 на короткое ремя (порядка нескольких минут) почередно полностью втягивают в перекытие секции. Осуществляют это путем одачи давления в штоковые полости идропатронов. Это необходимо для ого, чтобы исключить повреждение их ыемочным органом комбайна; Вслед за роходом выемочного органа комбайна . имо втянутого в перекрытие верхня- а последний снова описанным спосоом выдвигают по наклонной плоскоси врубовой щели. Таким образом, в ечение всей продолжительности циК7 а, за исключением йебольшого (поряд8ка нескольких минут) промежутка врем ни, передние концы выдвижных верхня ков имеют опору на угольном ;забое и поджимаются к кровле с усилием порядка 3-5 тс. Усилие поджатия верхняка к кровле обеспечивают путем задания определен ного усилия вьщвижения верхняка. Пос леднее -определяют следующим образом. При упоре конца верхняка 3 в скошенную поверхность зарубной щели 4 возникает реакция R направленная перпендикулярно этой поверхности. Равно действующая Rg реакции R и силы Р,выдвижения верхняка от. действия гидропатрона 7 направлена перпендикуляр но к кровле и равна (из условия) 3-5 Задавая величину угла i.-скоса зарубной щели относительно плоскости кров ли, вычисляют усилие Р выдвижения верхняка. С учетом преодоления сил трения, возникающих от трения верхня ка о скошенную поверхность эарубной щели, искомая величина усилия выдвижения должна быть равной 1,5-2,0 тс. Усилие выдвижения верхняка Р контролируют с помощью манометров, вмонтированных в поршневые полости гидропатронов. Диаметры поршней гидро патронов делают такой величины, чтобы при заданной величине давления рабочей жидкости усилие вьщвижения верхня к-а было равным 1,5-2,0 тс. Необходимая величина поджатия конца верхняка к кровле определяется из условия создания крепью в период подхватывания обнажившейся.кровли выдвижными верхняками такой реакции, кот рая была бы не меньше по величине веса пород в объеме возможного вьшала пород неустойчивой кровли на ширине одной секции. Поэ.тому, если при вьщвижении верхняка не создается на его конце подпора величиной 3-5 тс, в дальнейшем в течение цикла может произойти нарушение сплошности неустойчивой кровли на крепью, которая оёрушится под крепь при втягивании верхняков в перекрытие в период прохода мимо них выемочного органа комбайна. Для обеспечения благоприятных усло вий скольжения передних концов выдвиж ных верхняков по наклонной плоскости врубовой щели, равномерной передачи давления кровли через верхняк на наклонную поверхность щели и исключения тем самым разрушения угольного забоя 8 в местах опирания на него верхняков передние их концы делают со скосом с нижней стороны. Плоскости скОсов верхняков располагают относительно соответствующих верхних плоскостей перекрытий под углом 20®. Длину верхняков с учетом ширины захвата комбайна, глубины отжима угля и зарубной щели принимают равной 1,4-1,5 м. Угол между плоскостью скоса врубовой щели и плоскостью кровли пласта в зависимости от глубины отжима угля из груди забоя принимают в пределах 15-30. В том сдучае, когда отжим угля отсутствует, угол скоса принимают равным минимальному значению. При глубине отжима угля порядка 30 см и более его берут равным 30°. Промежуточные значения угла скоса берут пропорционально величине отжима угля. Величину максимального отжима угля в работающей лаве определяют непосредственным замером расстояния от плоскости груди забоя до наиболее удаленной точки вывала угля из груди забоя. В проектируемой лаве величину отжима определяют по отжиму работающей- на том же пласте лавы и расположенной вблизи от проектируемой. На практике величина отжима угля из- забоя на пластах тонких и средней мощности чаще всего колеблется в пределах 0,2-0,3 м, иногда она достигает м. Выполнение скошенной книзу врубовой щели может быть осуществлено следующим образом. На выемочный барабан 5 комбайна,- расположенный вертикально, одевают сверху диск 6 большего диаметра, чем диаметр выемочного барабана. Диск по боковой и верхней поверхностям имеет кулаки для закрепления них зубков. Боковую поверхность диска делают со скосом. Угол скоса относительно верхней плоскости диска берут равным 20°. Диск болтами жестко крепят к выемочному барабану. При вращении барабана вращается и диск, который при выемке угля вырезает скошенную врубовую щель у кровли пласта. Глубина щели равна разности радиусов диска и барабана. Имея набор дисков различного .диаметра, можно делать щели различной глубины. Угол скоса щели регулируют с помощью зубков диска. Если необходимо иметь угол скоса зарубной щели , скажем, 20°,-то зубки в кулаках диска . закрепляют таким образом, чтобы их концы находились на одинаковом расстоянии от скошенной .поверхности диска. В том случае, когда надо увеличить угол скоса щели, зубки нижних линий резания диска вьщвигают из гнез их закрепления, а зубки верхних линий резания вдвигают. При необходимости уменьшения угла скоса щели поступают наоборот, т.е. зубки-верхних линий . резания диска выдвигают, зубки нижних - вдвигают. Таким образом, скошенная к почве, пласта врубовая щель позволяет создать опору на переднем конце перекрытия (выдвижного верхняка) механизированной крепи, обеспечить поджатие передней консоли перекрытия крепи к кровле в период ее вьщвижения с необходамым предотвращающим образование и развитие вывалов в кровле усилием, сохранять усилие поджатия консоли в течение всего выемочного цикла увеличить устойчивость угольного забо Увеличение устойчивости угольного забоя происходит из-за изменения конфигурации забоя и уменьшения концентрации напряжения в местах контакта конца выдвижного верхняка с угольным забоем, так как при скошенной поверх- 30 ности площадь контакта возрастает. Кроме того, выдвижение верхняков прои водится вслед за проходом выемочного органа комбайна, что приводит к умень шению времени и площади обнажения кровли. В результате обеспечивается максимальное перекрытие неустойчивой кровли и надежное -ее поддержание над комбайном и в бесстоечном призабойном пространстве лавы. Применение предлагаемого способа поддержания кровли в очистном забое позволяет ликвидировать образование и развитие вьшалов пород из кровли в районе работы комбайна и в бес стоеч. ном призабойном пространстве. Этим повышается безопасность работ так ка исключается травмирование рабочих 8 10 находящихся у комбайна и в бесстоечном призабойном пространстве лавы. Предотвращение вывалов породы в призабойном пространстве позволяет исключить простои лавы, а следователь-, но, существенно возрастает нагрузка на очистной забой. Формула изобретения Способ поддержания кровли в очистном забое, включающий выполнение под кровлей пласта врубовой щели, введение и расклинивание во врубовой щели выдвижных консолей перекрытий механизированной крепи, которые перед проходом выемочной машины выводят из врубовой щели, отли. чающи йс я тем, что, с целью повышения надежности поддержания неустойчивой кровли, врубовую щель выполняют со скосом с нижней стороны одновремен.но с проходом выемочной машинь, а расклинивание вьщвижных консолей пе.рекрытий механизированной крепи производят до величины 3-5 и удерживают их с этим усилием поджатия к кровле в течение всего выемочного цикла. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. .Недведчук Н.Д. и др. Вьщвижная шарнирная металлическая крепь при узкозахватной выемке.-1Уголь Украины, 1973, № 4, с. 15-16. 2. Овчаренко Б.П. и др. Применение опережающей -крепи при узкозахватной выемке угля,- Уголь Украины, . 1973, № 10, с. 13-14. 3. Зелени«а Е.В. и др. Машины и оборудование для очистных работ. Каталог-справочник , 18-6-71,НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1971. 4.Патент Польши№1 12628,кл,5с 15/44, 1968.5. Авторское свидетельство СССР № 341954, кл. Е 211 23/06, 1969. 6. Авторское свидетельство СССР № 630427, кл. Е 211) 23/06, 1977 (прототип) .

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

И

5

У

Лч

Фмг.З