способ адаптации механизированной крепи к внешним нагрузкам

Формула изобретения

Способ адаптации механизированной крепи к внешним нагрузкам, включающий корректировку положения силовых элементов с помощью датчиков определения равнодействующей силы горного давления и корректирующего механизма, отличающийся тем, что дополнительно с помощью датчиков перемещения определяют координату L перемещения верхней части силового элемента относительно шарнира перекрытия и координату L’ перемещения гидродомкратом нижнего конца передней тяги по отношению к задней тяги, и с помощью сравнительного устройства выдерживают их соотношение L/L’=const.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, в частности к способу управления кровлей в нарушенных зонах, и может быть использовано при разработке угольных, калийных и каменно-солевых пластов механизированными комплексами.

Известна механизированная крепь, включающая основание, перекрытие, гидростойку и компенсационное устройство, имеющее корректирующий гидроцилиндр, соединенный с кронштейном основания, отличающаяся тем, что с целью автоматического управления устойчивостью секции крепи, она снабжена прерывателем и сумматором с делителем, которые расположены в корпусе корректирующего цилиндра и выполнены в виде зубчатой пары, колесо которой находится в зацеплении с зубчатой рейкой с возможностью вывода его из зацепления, а корпус корректирующего цилиндра установлен с возможностью поступательного перемещения относительно основания стойки [А.С. 943404, кл. Е 21 D 23/16, 1982].

Недостатком данной крепи является отсутствие возможности корректировки положения стойки по отношению к направлению ее движения к груди забоя. Коррекция производится только в направлении, перпендикулярном основному перемещению стойки.

Известный способ адаптации механизированной крепи с однорядным расположением силовых элементов к внешним нагрузкам включает корректировку положения силовых элементов в зависимости от равнодействующей силы горного давления, отличающается тем, что с целью повышения эффективности поддержания кровли путем повышения адаптивности крепи к условиям нагружения, в процессе эксплуатации определяют место приложения равнодействующей силы горного давления, а затем перемещают верхние части силовых элементов к этому месту и удерживают их в этом положении посредством корректирующего механизма [А.С. 1730461, кл. Е 21 D 23/00, 1989], принят за прототип

Недостаток данного способа заключается в том, что при корректировке верхней части силового элемента крепи (стойки) функция перемещения крепи в вертикальном направлении нарушается и при взаимодействии перекрытия крепи с вмещающими породами приводит к возрастанию нагрузок в шарнирных соединениях выше допустимых, что приводит к разрушению шарнирных элементов.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Задача решается тем, что способ адаптации механизированной крепи к внешним нагрузкам включает корректировку положения силовых элементов с помощью датчиков определения равнодействующей силы горного давления и корректирующего механизма, отличается тем, что дополнительно с помощью датчиков перемещения определяют координату L перемещения верхней части силового элемента относительно шарнира перекрытия и координату L’ перемещения гидродомкратом нижнего конца передней тяги по отношению к задней тяге и с помощью сравнительного устройства выдерживают их соотношение L/L’=const.

Это решение позволит повысить эффективность поддержания кровли в зонах с сильно нарушенными боковыми породами.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показан общий вид механизированной крепи, где: 1 - датчики определения местонахождения равнодействующей силы горного давления; 2 - датчик движения стойки; 3 - гидравлическая стойка крепи; 4 - гидродомкрат; 5 - корректирующий механизм; 6 - датчик перемещения тяги; 7 - сравнительное устройство; 8 - передняя тяга; 9 - задняя тяга; 10 - шарнир перекрытия; 11 - боковое перекрытие; 12 - перекрытие секции крепи; 13 - основание крепи.

На чертеже представлено изменение положения передней тяги 8 с помощью гидродомкрата 4, жестко закрепленного в основании крепи и связанного с нижним концом передней тяги 8 по отношению к задней тяге 9. Тяги 8 и 9 связаны с основанием крепи 13 и боковым перекрытием 11, а боковое перекрытие шарнирно связано с перекрытием секции крепи 12. В перекрытии секции крепи 12 расположены датчики 1 определения местонахождения равнодействующей силы горного давления, находящиеся на концах перекрытия, которые выдают команду на корректирующий механизм 5, связанный с верхней частью гидравлической стойки 3, имеющей возможность перемещения вдоль перекрытия крепи 12. Датчик 2 движения гидравлической стойки 3, установленный в перекрытии секции крепи 12, замеряет расстояние L между осью стойки 3 крепи и шарниром 10 перекрытия. Он связан с корректирующим механизмом 5. Датчик 6 измеряет расстояние L’ между нижними концами передней 8 и задней 9 тягами и выдает команду на перемещение нижнего конца передней 8 тяги гидродомкратом 4, установленным в основании крепи. Сравнительное устройство 7 выдерживает соотношение L/L’=const.

Перекрытие крепи 12, нижнее основание 13, боковое перекрытие 11 с шарниром 10, гидростойка 3, передняя 8 и задняя 9 тяги представляют собой замкнутую систему, которая в силовом отношении с боковыми породами образует приближенно-направляющий механизм, который должен сопротивляться внешним силам, и одновременно перекрытие 12 должно опускаться в вертикальной плоскости по линии, близкой к прямой. Для выполнения указанных условий длины тяг 8 и 9, точки их закрепления, а также положение гидростойки рассчитываются при конструировании крепи. Любое перемещение силового элемента от расчетной точки приводит к изменению функции опускания перекрытия, что, в свою очередь, может привести к разрыву соединений элементов крепи. Поэтому, если происходит изменение положения гидростойки 3 и изменяется расстояние L’, необходимо производить изменение расстояния L между тягами для обеспечения заданной функции опускания перекрытия 12.

Описанный способ позволит повысить эффективность работы механизированной крепи при работе в зонах с сильно нарушенными боковыми породами и избежать возможных поломок секции крепи за счет выдерживания соотношения L/L’=const.