комплекс для наклонных и крутых пластов кдк долинского, став конвейера, система управления комплекса

Формула изобретения

1. Комплекс для наклонных и крутых пластов КДК, включающий став конвейера, очистной комбайн, систему управления и секции крепи, каждая из которых содержит перекрытие с козырьком, имеющим возможность поворачиваться в сторону забоя на 180 градусов, ограждение, стойки, двигательный домкрат и основание, связанное со ставом двигательным домкратом, и секционную направляющую, отличающийся тем, что основание секции крепи выполнено единым для секции и снабжено вертикальным кронштейном и проушинами, расположенными в плоскости симметрии основания, секционная направляющая состоит из двух шарнирно соединенных балок с тремя взаимно параллельными шарнирами, пальцы которых расположены параллельно поверхности почвы и поверхности забоя, причем передняя балка соединена передним шарниром со ставом, средним шарниром с задней балкой, задняя балка другим концом соединена посредством третьего шарнира с вертикальным кронштейном основания, а двигательный домкрат секции крепи соединен одним концом со средним шарниром балок, а другим концом соединен с проушинами основания.

2. Став конвейера, включающий рештаки, состоящие из переднего и заднего профиля и горизонтальных листов и включающая соединительные элементы, образующие забойный и завальный силовые поясы става, отличающийся тем, что рештаки става включают также вертикальный лист в виде завального борта рештака, по верху которого расположен третий завальный силовой пояс, создающий вертикальную жесткость става с расчетом воспринятия ставом опрокидного момента в вертикальной плоскости, передаваемого на став от секций крепи, работающих на наклонном или крутопадающем пласте, причем верхний соединительный элемент става выполнен без продольных зазоров, образуя направляющую рейку с неизменным шагом, которая снабжена плоской нижней поверхностью для непрерывного взаимодействия с обратным захватом завальных лыж комбайна, передние и задние профили рештаков выполнены с двумя наружными полками, которые с забойной стороны става служат для взаимодействия с обратным захватом забойной лыжи комбайна и внизу - для крепления опорных носков става, а с завальной стороны става - для крепления боковых щек с отверстиями, в которых крепятся пальцы переднего шарнира секционных направляющих,

3. Система управления комплекса, включающая гидросистему управления крепью, связанную с центральным пультом управления шестью гидромагистралями, которые подключены к стойкам каждой секции, снабженным гидрозамками, к двигательным домкратам секций, к домкратам разворота забойных козырьков, снабженных блок-пилотами, отличающаяся тем, что корпусы блок-пилотов секций крепи закреплены на ставе в зоне, соответствующей положению комбайна после выемки им угля против данной секции, а управляющие рычаги блок-пилотов выведены в зону прохода управляющей лыжи комбайна, причем корпус блок-пилота имеет вертикальную расточку, перпендикулярную к почве пласта, в которую вставлен резьбовой хвостовик копирной линейки с гайкой для направления и регулирования по высоте копирной линейки, взаимодействующей с ползуном следящего механизма комбайна, осуществляющего подъем и опускание почвенного шнека комбайна в зависимости от настройки высоты копирной линейки в соответствие с гипсометрией почвы пласта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности, преимущественно к очистной выемке угольных пластов комплексами с механизированными гидравлическими крепями и очистными комбайнами. Задачей изобретения является высокопроизводительная выемка угля из наклонных и крутых пластов без постоянного присутствия людей в очистном забое, исключение разгрузки секций крепи в зоне работы комбайна, повышение скорости движения комбайна и скорости крепления.

Известны очистные комплексы типа КМ87, КМ88, КМТ, ОКП, КМ 103, включающие секции крепи, направляющие секционные балки, соединяющие став конвейера с секциями крепи, базу комплекса в виде конвейерного става и выемочный комбайн. (1, Хорин В.Н. Развитие техники для подземной добычи угля, калийных и марганцевых руд. - М.: Недра, 1985, с.148, 153, 154, 163, 167). Указанные комплексы отличаются технологической увязкой составных частей и могут работать только на пологих пластах с углом падения до 10-15 градусов. С применением дополнительных устройств (комплексы КМ87ДН (с.151), ОКП-70 (с.163) область применения подобных комплексов может быть расширена по углу падения до 35 градусов.

Известны современные унифицированные комплексы нового технического уровня типа КМ137, КМ138, КМ142, КМ143, КМ144, рассчитаные на пологие угольные пласты с углом падения до 35 градусов и на управление ими с присутствием в лаве комбайнера и машинистов крепи. (2, Орлов А.А. и др. Крепление и управление кровлей в комплексно-механизированных очистных забоях. - М.: Недра, 1993, с.217-279).

Недостатком всех указанных комплексов является невозможность их применения на наклонных и крутых пластах с углом залегания свыше 35 градусов, неудовлетворительная технология добычи угля из-за необходимости передвигать секции крепи сразу же за комбайном с разгрузкой крепи в зоне работы комбайна, ограниченная скорость движения комбайна, определяемая физическими возможностями передвижения человека, комбайнера и крепильщика, вслед за комбайном, большая трудоемкость управления комбайном и крепью, недопустимость присутствия людей во вредной (по пыли) и опасной (из-за разгрузки секций) зоне очистного забоя, особенно при большом угле падения пласта.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков комплексов.

Наиболее близким прототипом к заявленному изобретению является комплекс с механизированной крепью Долинского МКД, система управления - по патенту №RU 2181842 С2, 7 Е 21 D 23/00, 23/18, 23/06, 23/14 от 29.12.1999 г.

Комплекс включает секции крепи, каждая из которых имеет перекрытие с забойным козырьком, закрепленным с возможностью поворота на 180 градусов для подхвата свежеподрубленной кровли пласта за комбайном без разгрузки и передвижки самой секции крепи в зоне отбойки угля. Гидродомкрат забойного козырька управляется от блок-пилота с рычагом, взаимодействующим с кулаком очистного комбайна или с кулаком тележки комбайнера, прицепленной к комбайну с некоторым отставанием от зоны выемки шнеком. Гидросистема дистанционного управления обеспечивает фронтальную выдвижку трех групп секций крепи и фронтальную подачу става на забой. Она выполнена с применением шести гидромагистралей, в том числе гидромагистрали Р - распора (подпора) стоек, гидромагистрали С - слива, гидромагистрали П - подачи става на забой и трех гидромагистралей B1, B2, В3 - выдвижки трех групп секций рассредоточенных по длине лавы. Связь каждой секции крепи со ставом осуществляется домкратом передвижения через секционные направляющие балки, расположенные между двумя полуоснованиями данной секции.

Недостатком прототипа, рассчитанного на пологое залегание пласта, является отсутствие системы принудительной боковой устойчивости секции крепи, т.к. направляющая балка, соединяющая секцию крепи со ставом, не может передать на став крутящий момент вокруг продольной оси балки, расположенной в направлении подвигания. Секция свободно поворачиваться относительно направляющей балки вокруг оси двигательного домкрата, а балка относительно става может свободно покачиваться, т.к. присоединена к ставу вертикальным пальцем, имеющим большие угловые свободы. Кроме того, сам став в качестве базы по своей конструкции выполнен гибким в вертикальной плоскости и не может воспринимать крутящий момент от секции крепи при работе ее на наклонном или крутом пласте.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков прототипа и обеспечение работы комплекса на наклонном и крутом падении с выводом людей из очистного забоя при выемке угля и передвижке секций крепи и става.

Указанная задача решается тем, что комплекс для наклонных и крутых пластов КДК, включающий став комплекса, очистной комбайн, систему управления и секции крепи, каждая из которых содержит перекрытие с козырьком, имеющим возможность поворачиваться в сторону забоя на 180 градусов, ограждение, стойки и основание, связанное со ставом двигательным домкратом и секционной направляющей, отличающиися тем, что основание секции крепи выполнено единым для секции и снабжено вертикальным кронштейном и проушинами, расположенным в плоскости симметрии основания, секционная направляющая состоит из двух шарнирно соединенных балок с тремя взаимно параллельными шарнирами, пальцы которых расположены параллельно поверхности почвы и поверхности забоя, причем передняя балка соединена передним шарниром со ставом, средним шарниром - с задней балкой, задняя балка другим концом соединена посредством третьего шарнира - с вертикальным кронштейном основания, а двигательный домкрат секции крепи соединен одним концом со средним шарниром балок, а другим концом соединен с проушинами основания.

Известен став конвейера того же прототипа, который включает рештаки, состоящие из двух профилей и горизонтальных листов, и соединительные пальцы, расположенные в переднем и заднем профиле в одной общей плоскости. Завальная направляющая комбайна с зубчатой рейкой и желобом кабелеукладчика и погрузочный носок выполнены в виде навесного оборудования, не влияющего на геометрические и прочностные параметры базы.

Недостатком прототипа является излишняя гибкость става в вертикальной плоскости, которая не может обеспечить возможность использования става в качестве пространственной базы для опоры передвигаемых секций крепи в условиях наклонного и крутого падения. Вторым недостатком прототипа является отсутствие направляющих для обратных захватов забойных и завальных опор комбайна, необходимых для надежного удержания комбайна на крутом падении.

Задачей изобретения является устранение этих недостатков.

Указанная задача решается тем, что применен став конвейера, включающий рештаки, состоящие из переднего и заднего профиля и горизонтальных листов, и соединительные элементы, образующие забойный и завальный силовые поясы става, отличающийся тем, что рештаки става включают также вертикальный лист в виде завального борта рештака, по верху которого расположен третий завальный силовой пояс, создающий вертикальную жесткость става с расчетом восприятия ставом опрокидного момента в вертикальной плоскости, передаваемого на став от секций крепи, работающих на наклонном или крутопадающем пласте, причем верхний силовой элемент става выполнен без продольных зазоров, образуя рейку с неизменным шагом, которая снабжена плоской нижней поверхностью для непрерывного взаимодействия с обратным захватом завальных лыж комбайна, причем передние и задние профили рештаков выполнены с двумя наружными (от рештака) полками, которые с забойной стороны става служат для опоры обратного захвата забойной лыжи комбайна и для крепления опорных носков става, а с завальной стороны става - для крепления боковых щек с отверстиями, в которых крепятся пальцы переднего шарнира секционных направляющих.

Известна система управления комплексом, включающая систему гидравлического управления крепью указанного прототипа и применение прицепной тележки комбайна для передвижения комбайнера за комбайном по лаве и обеспечения управления комбайном в зависимости от изменения гипсометрии пласта.

Недостатком этой системы управления комплексом является необходимость присутствия человека в лаве, что для наклонного и крутого падения является само по себе условием повышенной опасности.

Задачей изобретения является устранение этого недостатка прототипа.

Указанная задача решается тем, что применена система управления комплекса, включающая гидросистему управления крепью, связанную с центральным пультом управления шестью гидромагистрями, которые подключены к стойкам каждой секции, снабженным гидрозамками, к двигательным домкратам секций, к домкратам разворота забойных козырьков, снабженным блок-пилотами, отличающаяся тем, что корпусы блок-пилотов секций крепи закреплены на ставе в зоне, соответствующей положению комбайна после выемки им угля против данной секции, а управляющие рычаги блок-пилотов выведены в зону прохода управляющей лыжи комбайна, причем корпус блок-пилота имеет вертикальную расточку, перпендикулярную к почве пласта, в которую вставлен резьбовой хвостовик копирной линейки с гайкой для направления и регулирования по высоте копирной линейки, взаимодействующей с ползуном следящего механизма комбайна, осуществляющего подъем и опускание почвенного шнека комбайна в зависимости от настройки высоты копирной линейки в соответствие с программой движения комбайна по гипсометрии.

На фиг.1 представлен общий вид комплекса КДК, поперечное сечение Б-Б по лаве. На фиг.2 представлен вид секции со стороны забоя, по А-А.

Комплекс КДК состоит из крепи 1, става 2, комбайна 3 и системы управления крепью и комбайном 4. Крепь состоит из секций 5, включающих перекрытие 6 с забойным поворотным козырьком 7, домкратом козырька 8 и стабилизирующим домкратом 9, ограждение 10, основание 11 с вертикальным кронштейном 12 основания и проушинами 13, две стойки 14, двигательный домкрат 15, секционную направляющую 16, состоящую из двух балок 17 и 18 и трех шарниров 19 (передний), 20 (средний) и 21 (задний). Став 2 состоит из рештаков 22, включающих передний профиль 23 и задний профиль 24, горизонтальные листы 25 и 26, задний борт 27 с рейкой 28, соединяющей без продольных зазоров соседние рештаки поверху. На нижнем уровне по центрам профилей 23 и 24 рештаки соединяются пальцами (в сечении Б-Б не показаны), имеющими небольшие продольные зазоры, ограниченные расчетной гипсометрией пласта. Передние и задние профили имеют наружные верхние и нижние полки 30 и 31. В заднем профиле между этими полками крепятся (например, на вертикалных штифтах) боковины с отверстиями для горизонтального пальца 19 секционной направляющей 16. В переднем профиле верхняя полка 30 служит для опоры обратного захвата забойной лыжи комбайна, а нижняя полка - для крепления забойного носка - погрузчика 29 става. Завальные опоры комбайна 3 имеют обратные захваты, охватывающие нижнюю поверхность 32 рейки 28. Эта поверхность образована боковыми накладкам рейки, соединяющими соседние рештаки с помощью пальцев, имеющих строго постоянный шаг, необходимый для надежного сцепления рейки с зубьями звездочки 34 самотормозящего привода механизма подачи комбайна. Надежность зацепления звездочки с рейкой гарантируется как вертикальными 35, так и горизонтальными 33 обратными захватами комбайна. На верхней полке завального профиля в качестве навесного оборудования крепится съемная конструкция желоба кабелеукладчика 36, на стойке 37 которого смонтированы 6 гидромагистралей гидросистемы управления крепи 4 (магистрали распора стоек, слива, подачи става и 3 магистрали выдвижки крепи) и секционный блок-пилот 38, управляющий рычаг которого 39 повернут в сторону комбайна для возможности взаимодействия с управляющей лыжей (в сечении Б-Б не показана) комбайна, когда комбайн пройдет зону вырубки забоя против поворотного козырька 7 данной секции. В корпусе блок-пилота 38 имеется вертикальная расточка, в которую вставлен опорный винт 40 с гайкой 41, которые служат для крепления и регулирования по высоте копирной линейки 42 системы программного управления комбайном по гипсометрии пласта. По копирной линейке скользит башмак рычага 43 следящей гидросистемы комбайна, управляющей домкратом подъема качалки почвенного шнека (в сечении не показана) комбайна.

Комплекс КДК работает следующим образом.

В исходном положении, показанном на фиг.1, комбайн начинает движение вдоль лавы с выемкой полосы угля и выгрузкой его, при угле падения до 45 градусов, на став конвейера или при угле падения 45-85 градусов - самотеком (став в этих условиях может быть без скребковой цепи и приводов). Когда шнек комбайна вырубит уголь по кровле перед данной секцией крепи, управляющая лыжа комбайна касается рычага 39 блок-пилота 38 данной секции, что приведет к выбросу поворотного козырька 7 и закреплению кровли перед данной секцией крепи без разгрузки и передвижки самой секции. Скорость движения комбайна и скорость крепления кровли за комбайном, а следовательно, техническая производительность комплекса практически не ограничена. При движении комбайна производится автоматическая регулировка высоты подрубки почвы по гипсометрии пласта по заданной программе, благодаря тому что башмак 43, ползун следящей системы комбайна, скользит по копирной линейке 42, настроенной в соответствии с гипсометрией почвы пласта (в ремонтную смену). После отбойки полосы угля по всей длине лавы производится дистанционно частичная разгрузка стоек, уборка козырьков 7 и выдвижка с подпором одной трети рассредоточенных по длине лавы секций крепи с последующим их распором. При разгрузке и выдвижке одной трети секций каждая секция крепи удерживается на крутом падении направляющими балками 16, 17 и 18, обеспечивающими кинематическое и силовое направление перемещения секций только в плоскости, перпендикулярной оси става. При этом опрокидной момент от секции крепи передается на став в виде изгибающего момента в вертикальной плоскости, который воспринимается ставом за счет наличия у него силовых поясов, разнесенных по высоте, на плече между профилем рештака и осью рейки. При этом угловая податливость системы незначительна, продольные зазоры имеются только понизу между профилями рештаков в границах расчетной гипсометрии пласта. После выдвижки и распора трех групп секций крепи производится дистанционно подача става на забой. При этом сползание става по падению пласта исключается теми же направляющими балками, и движение става направлено только по простирания пласта перпендикулярно линии забоя.

Благодаря этому обеспечивается надежная устойчивость крепи на крутопадающих пластах, достигается большая скорость движения комбайна вдоль забоя без разгрузки кровли в зоне выемки угля, достигается дистанционное управление с центрального пульта управления выдвижной секций крепи и фронтальной передвижкой става на забой и достигается работа комбайна без сопровождения его машинистом, с программным управлением выемкой угля по гипсометрии пласта.

В результате этого решается задача высокоэффективной безлюдной добычи угля с обеспечением здоровых и безопасных условий труда шахтеров в наиболее сложных горно-геологических условиях наклонных и крутых пластов.