Шахтная стойка
Иллюстрации
Реферат
Использование: для поддержания кровли в горных выработках. Сущность изобретения: стойка включает верхнюю и нижнюю опоры, образующие телескопически раздвижный полый корпус, внутри которого закреплена эластичная труба и установлен тороидальный баллон 7, связанный с напорно-сливной магистралью, внутри которого расположена цилиндрическая оболочка 8 заполнения газом. Раздвижность стойки осуществляется подачей жидкости в тороидальную оболочку. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 D 15/44
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ
М
СО ) ч
1 ,>
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4823107/03 (22) 04.05.90 (46) 23.01,93. Бюл, N 3 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт "КузНИУИ" и Институт угля CQ АН
СССР (72) В.Е, Ануфриев, С.И. Калинин, В,Н, Вылегжанин, В.С. Деделов и В.И. Фомин (56) Авторское свидетельство СССР
N 354143, кл. Е 21 D 15/45, 1970.
Авторское свидетельство СССР
N - 617604, кл. Е 21 D 15/44, 1977.
Изобретение относится к горному делу, а именно к конструкциям пневматических стоек, применяемых для крепления очистных выработок, охраны подготовительных выработок.
Известна пневмостойка, включающая корпус с нижней и верхней опорами, между которыми размещен тороидальный пневмобаллон (1).
Недостатками этой стойки являются; низкий начальный и рабочий распор из-за отсутствия распора по внутреннему сечению пустотелого тора; жесткий контакт с кровлей обуславливает высокие напряжения изгиба на корпус, малый контакт из-зэ неровностей кровли и высокие разрушающие контактные напряжения; низка скорость нагружения и загрузки из-за большого объема воздуха.
Наиболее близким по технической сущности является пневмостойка, включающая жесткий телескопический корпус, внутри которого размещен несущий секционный то. Ы,» 1789715 А1 (54) ШАХТНАЯ СТОЙКА (57) Использование: для поддержания кровли в горных выработках. Сущность изобретения: стойка включает верхнюю и нижнюю опоры, образующие телескопически раздвижный полый корпус, внутри которого закреплена эластичная труба и установлен тороидальный баллон 7, связанный с напорно-сливной магистралью, внутри которого расположена цилиндрическая оболочка 8 заполнения газом, Раздвижность стойки осуществляется подачей жидкости в тороидальную оболочку, 2 ил, роидальный пневмобаллон, во внутренней полости которого установлен центральный пневмобаллан (2).
Недостатки такой пневмостойки состоят в следующем: — мал начальный и рабочий распор из-за малых давлений в магистрали шахтных пневмосетей, низка скорость загрузки, разгрузки, стойка не рассчитана на высокие нагрузки в связи стем, что эластичный материал обечаек на контакте с кровлей не обладает высокими прочностными характеристиками и большими деформациями газа в обечайках для выбора несущей способности. Быстрый износ материала тороидальной обечайки из-за трения стенки корпуса на стыках.
Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности эксплуатации стойки.
Указанная цель достигается тем, что обращенные друг к другу торцы цилиндрических обечаек выполнены с уступами, направленными друг к другу, крышки опор
1789715 выполнены в виде мембраны, а внутренняя поверхность корпуса снабжены цилиндрической эластичной трубой из антифрикционного материала, установленной с возможностью взаимодействия с внешней поверхностью тороидального пневмобаллона, заполненного газом, а эластичная обечайка жидкостью.
Размещение тороидальной обечайки в полой цилиндрической обечайке из антифрикционного материала обеспечивает при уменьшении высоты стойки под нагрузкой проскальзывани цилиндрической обечайки из нафтлена в окрестности стыка по стенкам цилиндрических жестких обечаек с малым трением. При этом формируются круговые складки стенок цилиндрической полой обечайки, а в ме ie с неи и наружной стенки тороидальной обечайки без относительного проскальзывания, Это исключает возможность порыва тороидальной обечайки, и следовательно, повышает надежность эксплуатации. Образование посадочной полости уступами, направленными навстречу друг другу позволяет при подаче в нее жидкости быстро сократить стойку по высоте и, следовательно, быстро ее извлечь до обрушения кровли, что повышает процент извлечения стоек и способствует повышению надежности их эксплуаIdöëè, Наличие мембраны на торцах стойки по контакту с кровлей и почвой позволяет создать более высокое избыточное давление при неразрушающих контактных напряжениях у кровли и почвы за счет увеличения эффективной площади контакта, Содержание газа в центральной обечайке с одной стороны делает стойку нечувствительной K динамическим проявлениям горного давления в виде распространения упругой волны, с другой увеличивает скорость установки стойки до контакта с кровлей, вследствие того, что газ в центральной обечайке присутствует всегда. Для этого достаточную посадочную полость соединить со сливной магистралью. Газ в центральной обечайке быстро увеличит стойку по высоте до контакта с кровлей. Кроме того, газ в центральной обечайке необходим для увеличения скорости опорожнения жидкости в периферийной торовой обечайке при разгрузке стойки.
Предлагаемая стойка обеспечивает возможность создания более высокой несущей способности благодаря наличию мембраны на контакте, что снижает контактные напряжения с боковыми породами (что снижает вероятность разрушения породы и ее обрушения) за счет увеличения эффективной площади контакта, а также благодаря нали5
55 чию цилиндрической обечайки из антифрикционного материала, снижает трение скольжения о жесткие и цилиндрические обечайки корпуса стойки в окрестности стыка телескопа.
Таким образом сопоставительный анализ показал, что предлагаемая конструкция стойки соответствует критерию "новизна" и
"существенные отличия".
Сущность предложения поясняется чертежами, где фиг. 1 изображено осевое сечение стойки в распоре, на фиг. 2 — разрез А — А фиг, 1, Устройство состоит из телескопического корпуса в виде полых обечаек 1 и 2 уступной формы на торцах. Смежные уступы на торцах образуют штоковую полость 3, которая сообщается с напорной и сливной магистралью. На внешней поверхности торцового уступа обечайки в кольцевых канавках смонтированы уплотнительные кольца 4 и тоже самое сделано на внутренней поверхности торцевого уступа обечайки 2.
Обечайки 1 и 2 выполнены из композиционных материалов. Штоковая полость заполнена жидкостью и предназначена для сокращения длины пневмогидравлической стойки, Внутри жесткого корпуса размещена антифрикционная цилиндрическая труба
5 из нафтлена. Торцы трубы 5 закреплены на концах обечаек 1 и 2 хомутом б. Внутри цилиндрической трубы 5 размещены цилиндрический тор 7 из эластичного материала, Во внутренней полости тора 7 помещена цилиндрическая обечайка 8. Цилиндрическая обечайка всегда заполнена газом, а цилиндрический тор 7 периодически для распора заполняется жидкостью и соединен с напорной и сливной магистралью. С торцов обечайки 1 и 2 покрыты эластичными мембранами 9, которые закреплены хомутами 10.
Пневмогидравлическая стойка работает следующим образом, В транспортном положении пневмогидравлическая стойка имеет минимальную высоту. Штоковая полость 3 заполнена жидкостью и имеет наибольший объем. Цилиндрическая оболочка 8 заполнена газом под давлением 3...5 кгс/см и прижимает стенки цилиндрического тора 7 к стенкам обечаек 1, 2 корпуса через стенки цилиндрической трубы 5 из нафтлена. В момент установки пневмогидравлической стойки между почвой и кровлей штоковую полость соединяют со сливной магистралью. Газ, содержащийся в цилиндрической обечайке 8, стараясь увеличить свой объем, воздействует на мембраны 9. Верхняя мембрана 9, присоединенная к обечайке 2 хомутом 10
1789715
35 движется к кровле пласта, увлекая за собой обечайку 2. Обечайка 2 скользит по корпусу обечайки 1. Объем штоковой полости при этом увеличивается, т.к. сокращается расстояние между уступами на торцах обечаек 5
1 и 2. Жидкость из штоковой полости выдавливается в сливную магистраль. Проникновению жидкости через зазор между стенками обечаек1 и 2 препятствуют кольца
4. При раздвижке стойки под давлением га- 10 за в обечайке 2, которая полностью занимает весь объем внутри корпуса, цилиндрическая труба 5 иэ нафтлена проскальзывает по поверхности корпуса в окрестности стыка телескопических обечаек 1 15 вследствие того, что расстояние между ее концами увеличивается и они закреплены у торцов обечаек 1 хомутами 6. Увеличение стойки под действием газа в обечайке 8 прекращается при встрече верхнего торца стой- 20 ки с кровлей, Одновременно цилиндрический тор 7 подключается к напорной магистрали и заполняется жидкостью до рабочего давления, При этом газ в цилиндрической обечайке 8 снижается. 25
Стойка осуществляет реакцию отпора между почвой и кровлей. При динамических проявлениях горного давления в виде волновых колебаний упругой волны высота стойки меняется, изменяется объем газа в централь- 30 ной обечайке 8, в жидкости возбуждаются
Формула изобретения
Шахтная стойка, включающая полые верхнюю и нижнюю опоры с крышками, цилиндрические элементы которых направлены навстречу друг другу с образованием раздвижного корпуса, внутри которого размещен тороидальный эластичный баллон, в осевом отверстии которого размещена эластичная оболочка, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности рабоволны давления, предохранительный клапан не успевает срабатывать, но благодаря наличию некоторого объема газа в обечайке
8 эти колебания гасятся (газ — среда сжимается) и в корпусе возникающие напряжения не достигают предельных значений.
При статическом смещении кровли высота стойки уменьшается, При этом и уменьшается и объем газа в обечайке 8. Излишки жидкости через предохранительный клапан стравливаются в магистраль при избыточных давлениях свыше допустимых. После выполнения функции поддержания стойку извлекают. Этому предшествует следующие операции, Цилиндрический тор 7 соединяют со сливной магистралью, а штоковая полость 3 соединяется с напорной магистралью, Жидкость из тора полностью выдавливается газом в центральной обечайке 8. Под действием давления жидкости в ш оковой полости 3 стойка сокращается по высоте и теряет контакт с кровлей, после чего она извлекается. Напорная сливная магистрали отключаются, стойка переносится на новое место и далее цикл повторяется, Положительный эффект от применения предлагаемого решения может быть получен за счет снижения трудоемкости на установку, транспорт, демонтаж, за счет многократного использования. ты, обращенные друг к другу торцы цилиндрических оболочек выполнены с уступами, направленными друг к другу, крышки опор выполнены в виде мембран, а внутренняя поверхность корпуса снабжена цилиндрической эластичной трубой из антифрикционного материала, установленной с возможностью взаимодействия с внешней поверхностью тороидального эластичного баллона.
16
С : гавитель B.Êo÷åðoâà
Редактор Т,Куркова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И.Муска
Заказ 337 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101