комплектно-агрегатная механизированная крепь для наклонных пластов

Формула изобретения

1. КОМПЛЕКТНО-АГРЕГАТНАЯ МЕХАНИЗИРОВАННАЯ КРЕПЬ ДЛЯ НАКЛОННЫХ ПЛАСТОВ, включающая линейные секции, состоящие из основания, гидростоек и перекрытия, установленные между ними направляющие балки, передние концы которых шарнирно связаны с конвейером, а задние с помощью гидродомкратов передвижки, размещенных в направляющих балках, с основаниями секций, расположенных по обе стороны направляющих балок, при которых конвейер расположен под углом к продольным осям направляющих балок и секции крепи, которые расположены ступенчато, шарниры связи направляющих балок с конвейером выполнены вертикальными, а каждая направляющая балка выполнена с выступом на заднем торце, причем выступ относительно продольной оси конвейера расположен со стороны острого угла, образованного продольными осями направляющих балок и конвейера, отличающаяся тем, что линейные секции крепи в очистном забое разделены на группы, в каждой из которых основание вышерасположенной граничной секции и перекрытие нижерасположенной граничной секции снабжены кронштейнами, которые оснащены взаимной гибкой связью с гидродомкратом, расположенной во внутреннем пространстве группы секции в межстоечном пространстве под углом к их продольным осям и параллельно оси конвейера.

2. Крепь по п.1, отличающаяся тем, что в очистном забое размещена одна группа секции на нижнем концевом участке лавы.

3. Крепь по п.1, отличающаяся тем, что группы секции размещены последовательно по всей длине очистного забоя.

4. Крепь по п.1, отличающаяся тем, что группы секции размещены рассредоточенно по длине очистного забоя.

5. Крепь по пп. 1 4, отличающаяся тем, что кронштейны для гибкой связи выполнены в виде скобы и двух выступающих упоров, жестко связанных с опорной поверхностью секции, например, перекрытий, причем скоба расположена в плоскости продольной оси секции, а упоры по обе стороны скобы в плоскости поперечной оси секции в межстоечном пространстве.

6. Крепь по пп. 1 5, отличающаяся тем, что гибкая связь выполнена в виде отрезков каната или цепи и помещена в упругую оболочку типа прорезиненного рукава.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности. Объектом изобретения является комплектно-агрегатная механизированная крепь для наклонных пластов в системе комплексно-механизированных и автоматизированных очистных забоев при подземной разработке пластовых месторождений полезных ископаемых, преимущественно угля.

Известна комплектная механизированная крепь для наклонных пластов, состоящая из отдельных не связанных между собой и с общей базой групп по три секции "троек", размещенных по длине наклонного очистного забоя. Каждые три секции "тройки" соединены между собой балкой, расположенной в поперечном направлении. Средняя в группе секция образует с балкой единый конструктивный узел, относительно которого с помощью гидродомкратов передвигаются обе соседние секции крепи. Нижерасположенная секция для обеспечения ее устойчивости соединена со средней базовой секцией посредством диагонально расположенного гидродомкрата и отрезков цепи. Для корректировки направленного перемещения нижней секции служит гидродомкрат, расположенный в плоскости пласта поперек секций и соединяющий нижнюю секцию с верхней посредством отрезков цепи [1]

Недостатком комплектной механизированной крепи является высокая трудоемкость работ при передвижке секций, связанная с необходимостью корректировки положения секций в плоскости и по падению пласта и расчистки межсекционных зазоров от обрушенных пород в интервале между группами секций "тройками". Кроме того, данная механизированная крепь с перпендикулярным расположением базовой балки, а следовательно, и забоя пласта относительно осей секций не соответствует критериям безопасности в условиях наклонных пластов, ненадежна, трудоемка в обслуживании и не поддается автоматизации в силу вышеуказанных причин.

Известна также комплектно-агрегатная механизированная крепь, включающая линейные секции, имеющие перекрытия, гидростойки и основания, расположенные между секциями направляющие балки, передние концы которых шарнирно связаны с конвейером, а задние с помощью гидродомкратов передвижки, размещенных в направляющих балках, с основаниями секций, расположенных по обе стороны направляющих балок. При этом для соответствия критериям безопасности в условиях наклонных пластов конвейер расположен под углом к продольным осям направляющих балок и секций крепи, которые расположены ступенчато, шарниры связи направляющих балок с конвейером выполнены вертикальными, а каждая направляющая балка выполнена с выступом на заднем торце, который относительно продольной оси конвейера расположен со стороны острого угла, образованного продольными осями направляющих балок и конвейера [2]

Недостатком известной комплектно-агрегатной механизированной крепи в условиях наклонных пластов с неустойчивой кровлей является то, что в ней отсутствуют средства для обеспечения устойчивости и коррекции верхней базы крепи перекрытий относительно нижней базы оснований при ступенчатом в плане расположении секций.

Известны также механизированные крепи по авт. св. N 1227815, кл. Е 21 D 23/00; N 976094, кл. Е 21 D 23/04; N 1086180, кл. Е 21 D 23/00; N 1320440, кл. Е 21 D 23/12, в которых для обеспечения устойчивости секций крепи в наклонных пластах секции крепи попарно связаны посредством гидродомкратов, расположенных во внутреннем пространстве секций под углом к продольной оси секций и наклонно относительно вертикальной плоскости, проходящей в продольной оси секций, причем гидродомкраты связаны одним концом с перекрытием, а другим с основанием рядом стоящей секции или конвейера.

Недостатками этих механизированных крепей являются сложность управления при корректировке пространственного положения секций, загроможденность этими устройствами рабочего пространства человека-оператора в крепи, повышенная опасность и невозможность использования устройств в очистных забоях с их диагональным расположением относительно прилегающих выработок.

Целью изобретения является повышенные надежности функционирования, снижение трудоемкости обслуживания и повышение безопасности при применении крепи в очистном забое, расположенном диагонально относительно прилегающих выработок.

Промышленная применимость предложенной комплектно-агрегатной механизированной крепи для наклонных пластов реализована совокупностью признаков, представляющих собой линейные секции, состоящие из основания, гидростоек и перекрытия установленные между ними направляющие балки, передние концы которых шарнирно связаны с конвейером, а задние с помощью гидродомкратов передвижки, размещенных в направляющих балках, с основаниями секций, расположенных по обе стороны направляющих балок, причем конвейер расположен под углом к продольным осям направляющих балок и секций крепи, которые расположены ступенчато, шарниры направляющих балок с конвейером выполнены вертикальными, а каждая направляющая балка выполнена с выступом на заднем торце, при этом выступ относительно продольной оси конвейера расположен со стороны острого угла, образованного продольными осями направляющих балок и конвейера, линейные секции крепи в очистном забое разделены на группы, в каждой из которых основание вышерасположенной граничной секции и перекрытие нижерасположенной граничной секции снабжены кронштейнами, которые оснащены взаимной гибкой связью с гидродомкратом, расположенной во внутреннем пространстве группы секций в межстоечном пространстве под углом к их продольным осям и параллельно оси конвейера.

Кронштейны для гибкой связи выполнены в виде скобы и двух выступающих упоров, жестко связанных с опорной поверхностью секций, например перекрытий, причем скоба расположена в плоскости поперечной оси секции. Гибкая связь выполнена в виде отрезков каната или цепи и помещена в упругую оболочку типа прорезиненного рукава.

На фиг.1 изображена комплектно-агрегатная механизированная крепь для наклонных пластов, вид сверху, где часть секций показана без перекрытий; на фиг. 2 вид крепи на забой, сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 секция крепи, вид сбоку; на фиг. 4 вид на перекрытие снизу с кронштейном и гибкой связью; на фиг.5 вид Б на фиг.4.

Комплектно-агрегатная механизированная крепь для наклонных пластов включает линейные секции, состоящие из основания 1, гидростоек 2 и перекрытия 3, установленные между ними направляющие балки 4, передние концы которых шарниром 5 связаны с конвейером 6, а задние с помощью гидродомкратов 7 передвижки, размещенных в направляющих балках 4, с основаниями 1 секций, расположенных по обе стороны направляющих балок 4. Конвейер 6 расположен под углом к продольным осям O-O направляющих балок 4 и секций крепи, которые расположены ступенчато, шарниры связи направляющих балок 4 с конвейером 6 выполнены вертикальными, а каждая направляющая балка 4 выполнена с выступом 8 на заднем торце, который относительно продольной оси O₂-O₂ конвейера 6 расположен со стороны острого угла образованного продольными осями направляющих балок O-O и конвейера O₂-O₂.

Линейные секции крепи в очистном забое разделены на группы L, в каждой из которых основание 9 вышерасположенной граничной секции и перекрытие 10 нижерасположенной граничной секции снабжены кронштейнами 11, которые оснащены взаимной гибкой связью 12 с гидродомкратом 13, расположенным во внутреннем пространстве группы секций в межстоечном пространстве под углом к их продольным осям O₃-O₃ и параллельно оси O₂-O₂ конвейера 6. Кронштейны 11 для гибкой связи выполнены в виде скобы 14 и двух выступающих упоров 15, жестко связанных с опорной поверхностью секций, например перекрытий 3, причем скоба 14 расположена в плоскости продольной оси O₃-O₃ секции, а упоры 15 по обе стороны скобы 14 в плоскости поперечной оси O₄-O₄ секции в межстоечном пространстве. Гибкая связь 12 выполнена в виде отрезков каната или цепи и помещена в упругую оболочку типа прорезиненного рукава.

Перекрытие 3 секций крепи снабжено призабойными консолями 16, которые могут быть разновеликими и криволинейными, как показано на фиг.1, и раздвижными щитками 17 с силовыми элементами 18. Секции механизированной крепи оснащены направляющими механизмами 19 и защитными ограждениями 20.

Комплектно-агрегатная механизированная крепь для наклонных пластов функционирует следующим образом.

В исходном статическом положении конвейер 6 занимает диагональное на угол положение относительно направления падения пласта _пад, а направляющие балки 4 и секции механизированной крепи расположены по направлению простирания пласта _пр.

По мере выемки ископаемого выемочной машиной, например комбайном, и его перемещения по конвейеру 6, например, от нижней части лавы к верхней последовательно разгружаются секции механизированной крепи и перемещаются к забою, закрепляя свежеобнаженную кровлю.

Силовое перемещение секций крепи осуществляется посредством гидродомкратов 7, охватывающих каждую секцию, а направленное перемещение секций осуществляется посредством направляющих балок 4, установленных между секциями.

При передвижке в группе секций L нижерасположенной граничной секции обеспечивается стабилизация ее пространственного положения посредством гибкой связи 12 и гидродомкрата 13. При этом гибкая силовая Р связь 12 основания 9 вышерасположенной в группе L граничной секции с перекрытием 10 нижерасположенной в группе граничной секции и размещение гибкой силовой связи 12 во внутреннем пространстве группы секций в межстоечном пространстве под углом к их продольным осям O₃-O₃ и параллельно оси O₂-O₂ конвейера обеспечивают благоприятное разложение усилия Р гибкой связи. Усилие Р_в в плоскости пласта (фиг.1) раскладывается на усилие восстановления Р_в нижней граничной секции и усилие Р_пр в направлении перемещения секции, улучшающие условия ее передвижки. Усилие Р_в в плоскости поперечной оси секции (фиг.2) раскладывается на усилие восстановления Р_в нижней граничной секции и усилие Р_п в направлении почвы пласта, улучшающие условия ее стабилизации. Стабилизация пространственного положения секций внутри группы L в процессе их передвижки осуществляется посредством раздвижных щитков 17 с силовыми элементами 18.

Кронштейн 11 для гибкой связи 12 обеспечивает быстросъемное и надежное крепление гибкой связи 12 в опорных поверхностях секции механизированной крепи, например перекрытия 3, как показано на фиг.4 и 5. В процессе монтажа гибкой связи 12 она ослабляется посредством гидродомкрата 13, петля гибкой связи 12 вводится под скобу 14 и надевается на упоры 15, выступающие над скобой 14, гибкая связь вновь натягивается.

Предложенное устройство комплектно-агрегатной механизированной крепи для наклонных пластов обеспечивает также возможность любой иной схемы передвижения секций механизированной крепи. Количество секций крепи в группе L определяется условиями эксплуатации в зависимости от мощности и угла падения пласта, устойчивости непосредственной кровли, целевого назначения крепи в системе комплексно-механизированных и автоматизированных забоев и др. Количество функциональных групп L на длине лавы определяется аналогично. В очистном забое может быть одна группа L, например, на нижнем концевом участке лавы. Функциональные группы секций могут располагаться последовательно по длине лавы или рассредоточенно. Предложенное устройство комплектно-агрегатной механизированной крепи для наклонных пластов обеспечивает повышение эффективности, надежности и безопасности и может функционировать автоматически.