шпунтовое соединение

Формула изобретения

Шпунтовое соединение для верхняков временной механизированной крепи, включающее шарниры, посредством которых соединены с соседними верхняками шпунт с цилиндрической головкой и направляющая с цилиндрическим пазом, в котором установлена головка шпунта с возможностью ограниченного перемещения и взаимного поворота соседних верхняков в вертикальной плоскости, перпендикулярной продольной оси крепи, отличающееся тем, что соединение шпунта с верхняком выполнено в виде двойного шарнира, присоединенного к верхняку посредством запорного валика с возможностью ограниченного поворота шпунта и верхняка вокруг горизонтальной продольной оси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу. Разработано для соединения верхняков соседних секций крепи, предназначенной для временного поддержания кровли в призабойной зоне горных выработок, проводимых буровзрывным способом. Изобретение может быть использовано в механизированных крепях для временного поддержания в выработках, проводимых комбайновым способом, а также в механизированных крепях очистных забоев, где наблюдаются значительные неровности кровли.

При проведении горных выработок буровзрывным способом почва и кровля их отличаются значительными неровностями. Особенно это характерно для кровли выработок арочной формы. В таких условиях использование обычных секционных механизированных крепей затруднительно, так как боковые секции при их распоре между кровлей и почвой выработки будут наклоняться в сторону продольной оси выработки. Верхние опорные элементы (верхняки) при жестком соединении с распорными гидростойками не имеют возможности приспосабливаться к неровностям кровли. В результате этого в гидростойках возможны значительные изгибающие напряжения. При передвижении крепи методом шагания нарушается параллельность их перемещения.

Известны шпунтовые соединения, которые применяются при сооружении защитных стенок гидротехнических объектов ("Энциклопедический словарь" т.2. М.: Сов. энцикл. , 1964, с. 675). Такие соединения обычно используются в жестких забивных конструкциях. Они не могут быть использованы в подвижных системах для направленного перемещения отдельных элементов, каковыми являются механизированные распорно-шагающие крепи.

Известно также шпунтовое соединение, применяемое в механизированной крепи 2М-81К (Горные машины и комплексы./ Под ред.Топчиева А.В. М.: Недра, 1971, с.261, 486).

Рассматриваемое шпунтовое соединение состоит из шпунта и направляющей, которые шарнирно смонтированы на верхняках соседних секций крепи. При перемещении одной секции совместно с верхняком его шпунт скользит по направляющей, обеспечивая параллельное положение соседних секций. Отклонение одного верхняка относительно другого в вертикальной плоскости незначительно. Оно определяется габаритными размерами зева шарниров и толщины хвостовиков шпунта и направляющей. Угловое отклонение одного верхняка относительно другого в вертикальной плоскости в рассматриваемой конструкции практически невозможно.

Наиболее близким по конструктивному устройству и принципу действия является шпунтовое соединение, примененное в а.с. 407054 "Комплект механизированной крепи" и предназначенное для соединения между собой верхняков соседних секций и комплектов механизированной крепи, используемой в очистных забоях. Рассматриваемое соединение состоит из шпунта с цилиндрической головкой, промежуточного звена (планки) с цилиндрическим пазом, соединенного шарнирно с кронштейнами, смонтированных в верхняках крепи. Кроме того, в состав двух соседних шпунтовых соединений входит гидродомкрат с рычагами для воздействия на то или другое соединение при изменении высоты секции крепи.

К недостаткам рассматриваемого соединения следует отнести сложность конструкции и невозможность изменения положения верхняков в поперечном направлении относительно продольной секции крепи.

На основании вышеизложенного имеется необходимость в разработке конструкции такого шпунтового соединения, которое позволяло бы сохранять не только параллельное расположение соседних секций, но и допускало бы значительные вертикальные и угловые перемещения одного верхняка относительно другого. Такие перемещения крайне необходимы при значительных неровностях кровли, особенно в выработках арочной формы.

Целью настоящего изобретения является разработка конструкции шпунтового соединения между верхняками соседних секций механизированной распорно-шагающей крепи, предназначенной для временного поддержания кровли в призабойной зоне горных выработок арочной формы, проводимых буровзрывным способом. Шпунтовое соединение должно обеспечивать параллельность перемещения верхняков совместно с распорными гидростойками соседних секций крепи, возможность вертикального перемещения и углового поворота одного верхняка относительно другого для лучшего приспособления к неровностям кровли проводимой горной выработки. При этом возможность поворота верхняков на распорных гидростойках должна быть обеспечена шарнирным соединением.

Согласно изобретению поставленные цели достигаются тем, что шпунтовое соединение для верхняков временной механизированной распорно-шагающей крепи, включающее в себя шарниры, посредством которых соединены с соседними верхняками шпунт с цилиндрической головкой и направляющая с цилиндрическим пазом, в котором размещена головка шпунта с возможностью ограниченного перемещения и взаимного поворота соседних верхняков в вертикальной плоскости, перпендикулярной продольной оси крепи, отличается тем, что соединение шпунта с верхняком соседней секции выполнено в виде двойного шарнира. Двойной шарнир присоединен к верхняку при помощи запорного валика и позволяет осуществлять ограниченный поворот шпунта и верхняка вокруг горизонтальной продольной оси.

Предлагаемая конструкция шпунтового соединения верхняков соседних секций механизированной передвижной крепи позволяет сохранять параллельность при их перемещении, иметь возможность ограниченного перемещения и угловых поворотов во взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях соседних верхняков для приспособления к неровностям кровли проводимой горной выработки.

Существенные отличия: шпунтовое соединение, предназначенное для соединения шарнирно закрепленных верхняков соседних секций механизированной крепи, выполнено так, что головка (выступ) шпунта и паз направляющей имеют цилиндрическую форму с возможностью ограниченного перемещения штоков распорных гидростоек совместно с верхняками при изменении высоты выработки в отдельных местах, а также поворота верхняков при неровностях кровли.

Соединение шпунта с верхняком крепи выполнено в виде двойного шарнира, присоединенного к верхняку посредством валика с возможностью ограниченного поворота шпунта и верхняка вокруг горизонтальной продольной оси.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено поперечное сечение шпунтового соединения.

На чертеже представлено конструктивное устройство предлагаемого шпунтового соединения для верхняков секций временной механизированной крепи. Оно состоит из направляющей 1, шпунта 2 с цилиндрической головкой 3. Направляющая 1 присоединена к верхняку 4 посредством шарнира с запорным валиком 5. Шпунт 2 шарнирно прикреплен к верхняку 6 посредством двойного шарнира 7. Шпунт при помощи горизонтального шарнира с запорным валиком 8 связан с поперечным шарниром 7. Поперечный (вертикальный) шарнир 7 присоединен к верхняку 6 посредством запорного валика 9.

Принцип работы предлагаемого шпунтового соединения для связи верхняков соседних секций механизированной крепи следующий.

При перемещении одной из секций крепи ее верхняк 6 получает направленное перемещение вдоль продольной оси скольжения шпунта 3 в пазу направляющей 1, шарнирно закрепленной на верхняке 4. В процессе перемещения секции, когда встречается выступ в кровле выработки, распорные гидростойки уменьшают свою высоту, в результате чего верхняк 6 опускается. Шпунт 2 благодаря своей цилиндрической головке 3 не препятствует опусканию верхняка 6, осуществляя поворот в пазу направляющей 1, и переходит из среднего положения в положение II. При распоре секции в выработке, где высота ее больше установленной по паспорту буровзрывных работ, верхняк 6 поднимается вверх, а шпунт 2 из среднего положения переходит в положение I. Аналогичный характер перемещения будет иметь верхняк 4, но в этом случае изменяет свое положение направляющая 1.

Приспособление соседних верхняков к неровностям кровли в перпендикулярном к продольной оси крепи направлении происходит за счет поперечного шарнира 7 с поворотом вокруг валика 9 и взаимным поворотом шпунта 3 и направляющей 1 вокруг их общего центра.