Способ поддержания кровли вочистном забое

Способ поддержания кровли вочистном забое

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»»848668

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l ) JI,0ïîëíèòåëüí0å к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23. 10, 79 (21) 2849175/22-03

Э (5 3 ) M. Кл. с присоединением заявки ¹â€”

Е 21)3 23/00

Гвеудзрствеииый комитет (23) Приоритет (53) УДК622.284 (088.8) по делам иэобретеиий и открытий

Опублнковано23.07.81. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 25 .07.81 (72) Л вторы изобретения

С.Г. Баранов и В.В. Биржаков

Всесоюзный научно-исследовательский институт горной

Изобретение относится к горной про мышленности и может быть использовано для подцержания кровли в лавах с неустойчивой кровлей.

Известен способ поддержания кровли в бесстоечном призабойном пространстве с помощью выдвижных шарнирных металлических верхняков. Крепление осуществляется в зоне изгиба конвейера. Вслед за проходом комбайна жесткий верхняк разгружается, в сторону забоя на ширину захвата комбайна выдвигается верхняк, под который затем устанавливают . две стойки. Вследствие этого консоль- . ная часть выдвижного верхняка поджимается к кровле над конвейером и удер. живает ее от обрушения (1).

Недостатком этого способа является то, что передний консольный конец верх няка ничем не поддерживается, вследствие чего надежность поддержания кровли на конце консольного верхняка невелика.. Известен способ поддержания кровли посредством опережающей крепи, который применяется для поддержания трещиноватых,пород кровли в бесстоечном призабойном пространстве н в котором перед выемкой очередной полосы угля с помощью ручного электросверла по углю у границы с кровлей (на расстоянии 15 см от нее) бурятся шпуры

/ .длиной 1,3 и на расстоянии шага крепи (0,9 м), в которые затем вводятся металлические стержни диаметром 36 мм.

Под свободный конец стержня устанавливается стойка. Затем с помощью комбайна вынимается полоса угля, При этом длина шпуров и стержней выбирается таким образом, чтобы после выемки очередной полосы угля передние концы стержней оказывались эаглубленными в уголь и опирались на него 521.

Однако указанный способ не применим в условиях неустойчивых кровель из-за очень низкого коэффициента затяжки кровли. з 84866

Известен способ поддержания кровли над комбайном с помощью механизированной крепи, при котором вслед за движением комбайна крепление обнажившейся кровли производится выдвижными верхняками ГЗ).

Недостатки такого способа заключаются в том, что передний конец выдвижного верхняка не имеет опоры, а в полосе, закрепленной выдвижными верхняками, обеспечивается сравнительно невысокий коэффициент затяжки кровли (менее 0,5). Отсутствие опоры на переднем конце. выдвижной консоли приводит к тому, что вслед за проходом комбайна (в зоне выдвинутых верхняков) ширина бесстоечного призабойного пространства увеличивается до 2,5 м, при этом передний конец выдвижного верхняка начинает отходить от кровли, 30 контакт перекрытия с кровлей смещается в сторону завала, вследствие чего увеличивается ширина незакрепленной у забоя полосы кровли и, как следст-. вие, падает эффективность поддержа- 25 ния кровли. По этим причинам способ не обеспечивает эффективной выемки угольных пластов с неустойчивыми кров— лями.

Известен способ поддержания кров-, ли в призабойной полосе с поморью механизированной передвижной крепи, снабженной выдвижными верхняками.

Согласно этому способу на конце двух

35 выдвижных верхняков укрепляется плита, располагающаяся длинной своей стороной вдоль забоя. Передвижение плиты начинается после прохода комбайна путем включения на выдвижку однов40 ременно двух выдвижных верхняков. Применение плиты позволяет увеличить коэффициент затяжки кровли .в полосе закрепленной выдвижными верхняками (4).

Однако в зоне работы комбайна и

45 над комбайном при применении этого способа имеют место недопустимые для неустойчивых кровель площади обнажения и кроме того, крепь не конце выдвижного верхняка (или плиты) не име50 ет опоры, что резко снижает эффективность поддержания кровли °

Известен также способ поддержания кровли за комбайном с помощью механизированной крепи, имеющей перекрытия с выдвижными верхняками, выполненными в виде двуплечего рычага и поджимаемыми к кровле гидродомкратами. Каждый выдвижной верхняк в этом

8 4 случае имеет на конце небольшую плиту. Выдвижка очередного верхняка с плитой и его поджатие к кровле может производиться вслед за проходом очистного комбайна Г5 .

Недостаток способа — невозможность его применения в условиях неустойчивых кровель, так как отсутствует опора на конце консоли, приводящая к большой ширине бесстоечного приза- бойного пространства, к невысоким коэффициентам затяжки кровли в месте закрепления ее выдвижными верхняками и недопустимости площади обнажения кровли в районе работы комбайна, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ поддержания кровли в очистном забое, включающий выполнение под кровлей пласта врубовой щели, введение и расклинивание во врубовой щели выдвижных консолей перекрытий механизированной крепи, которые перед проходом выемочной машины выводят из врубовой щели, При осуществлении этого способа в =лед за проходом комбайна у кровли пласта в угле через определенные расстояния друг от друга делают щели †лун четырехугольной формы, в которые затем вводят выдвижные двухпластинчатые верхняки. Путем поворота распорного кулака передний конец верхняка распирают в лунке и поджимают к кровле.

Перед проходом выемочной машины верхняки выводят из щелей Гб).

Недостаток известного способа заключается в том, что щели-лунки делают после прохода комбайна. Поэтому с момента обнажения кровли и до ввода верхняка в щель и его расклинивания в ней проходит промежуток времени, превышающий допустимое время обнажения неустойчивой кровли, что1в свою очередь> приводит к ее обрушению прежде, чем она подхватывается выдвижной консолью. При этом обеспечивается сравни-. тельно невысокий коэффициент затяжки кровли, что не позволяет ликвидировать образование и развитие вывалов кровли в промежутках между выдвижными верхняками. Кроме того для производства щелей-лунок необходимы специальные угольные пилы, что увеличивает трудоемкость работ, так как при нарезке щелей пилу необходимо держать у кровли руками, а при переходе к месту распола848б

1О жения очередной лунки вручную перетаскивать ее вдоль забоя.

Цель изобретения — повышение надежности поддержания неустойчивой кровли..

Поставленная цель достигается тем, что врубовую щель выполняют со скосом с нижней стороны одновременно с проходом выемочной машины, а расклинивание выдвижных консолей перекрытий механизированной крепи производят до величины 3-5 тс и удерживают их с этим усилием поджатия к кровле в течение всего выемочного цикла.

На фиг. 1 показано взаимное расположение оборудования в лаве для осу- 15 ществления способа поддержания кровли в очистном забое; на фиг. 2 — тоже, вид в плане; на фиг. 3 — схема сил, действующих на конец вьдвнжного верхняка; на фиг, 4 — принципиаль- 20 ная схема выемочного органа комбайна для производства скошенной врубовой щели, Оборудование для осуществления способа.поддержания кровли в очистном забое содержит очистной комбайн секции 2 механизированной крепи, верхняк 3 которого перемещается в перекрытии секции и вдвигается в скошенную зарубную щель 4. Выемочный орган 5 . 30 очистного комбайна 1, расположенный вертикально, имеет сверху диск 6 ° Вьд вижение верхняка 3 производится гндропатроном 7.

Способ поддержання кровли в очист- З5 ном забое осуществляется следующим образом.

Одновременно с выемкой комбайном

1 очередной полосы угля у кровли плас40 та делают сплошную (непрерывную) скошенную к почве пласта врубовую щель

4 глубиной, большей максимальной и данных условиях величины отжима угля от груди угольного забоя.

Непосредственно эа проходом выемочного органа 5 комбайна 1 мимо очередной секции крепи вдвигают верхняк этой секции по наклонной плоскости щели. При движении по скошенной но50 верхности врубовой щели передний ко-.4 нец верхняка поднимается вверх и поджимается к кровле, Выдвижение верхняка продолжают до момента достижения усилия поджатия переднего конца верхняка к кровле примерно 3-5 тс, с помощью рукоятку управления отключают поршневые полости гидропатронов, выдвижения верхняков от напорной б8 6 магистрали механизированной крепи и удерживают верхняки. опертыми передними концами на забой в течение все-. го времени до очередного прохода комбайна мимо рассматриваемой секции..

Для этого в поршневых полостях гидропатронов непрерывно поддерживают постоянной величины-давление рабочей жидкости, которая подается от напорной магистрали механизированной крепи.

Для того ° чтобы давление в поршневой полости гидропатрона в периоды выключения насосной станции крепи не упало и верхняк под действием давления пород кровли самопроизвольно не вдвинулся в перекрытие и ие потерял опору на забое, гидропатроны оборудуют обратными клапанами, запирающими поршневые полости гидропатронов при падении давления в них на

10-153 ниже номинального. С другой стороны, осуществляется постоянная .подпитка гидропатронов от напорной магистрали. Это делают дпя того, чтабы при смятии породы или угля на контакте с верхняком давление в поршневой полости гидропатрона резко не снизилось, а следовательно, не уменьшилось усилие прижатия конца верхняка к кровле.

В период, когда осуществляется передвижение очередной секции 2 на новое место, верхняк 3, будучи упертым в грщь угольного забоя, принудительно вдвигается в перекрытие секции. При этом поршень гидропатрона перемещается и выталкивает излишек рабочей жидкости иэ поршневой полости в сливнун) магистраль через предохранительный клапан, настроенный на определенное давление.

Выдвинутые в предыдущем цикле верхняки при приближении к ним выемочного органа 5 комбайна 1 на короткое время (порядка нескольких минут) поочередно -полностью втягивают в перекрытие секции. Осуществляют это путем подачи давления в штоковые полости гидропатронов. Это необходимо для того, чтобы исключить повреждение их выемочным органом комбайна. Вслед эа проходом выемочного органа комбайна . мимо втянутого в перекрытие верхняка последний снова описанным способом вьдвигают по наклонной плоскости врубовой щели. Таким образом, в течение всей продолжительности цик-, ла, за исключением небольшого (порядка нескольких минут) промежутка времени, передние концы выдвижных верхняков имеют опору на угольном;забое и поджимаются к кровле с усилием порядка 3-5 тс.

Усилие поджатия верхняка к кровле обеспечивают путем задания определенного усилия выдвижения верхняка. Последнее определяют следующим образом, При упоре конца верхняка 3 в скошенную поверхность. зарубной щели 4 воз— никает реакция К„, направленная перпендикулярно этой поверхности. Равно— действующая РВ реакции RH и силы Р ропатрона 7 направлена перпендикуляр— но к кровле и равна (из условия} 3-5 тс.

Задавая величину угла А:скоса зарубной щели относительно плоскости кровли, вычисляют усилие Р,. выдвижения 2о верхняка. С учетом преодоления сил трения, возникающих от трения верхця— ка о скошенную поверхность зарубной щели, искомая величина усилия выдвижения должна быть равной 1,5 — 2,0 тс.

Усилие выдвижения верхняка Р„. контролируют с помощью манометров, вмонтированных в поршневые полости гидропатронов. Диаметры поршней гидро патронов делают такой величины, чтобы Зо при заданной величине давления рабочеи жидкости усилие выдвижения верхня1 ка было равным 1,5 — 2,0 тс.

Необходимая величина поджатия конца верхняка к кровле определяется из условия создания крепыш в период под— хватывания обнажившейся . кровли выдвижными верхняками такой реакции, которая была бы не меньше по величине веса пород в объеме воэможного вывала 40 пород неустойчивой кровли на ширине одной секции.

Поэтому, если при выдвижении верх— няка не создается на его конце подпо45 ра величиной 3 — 5 тс, в дальнейшем в течение цикла может произойти наруше- . ние сплошности неустойчивой кровли над крепыш, которая обрушится под крепь при втягивании верхняков в перекрытие в период прохода мимо них выемочного органа комбайна.

Длч обеспечения благоприятных усло— вий скольжения передних концов выдвижных верхняков по наклонной плоскости врубовой щели, равномерной передачи давления кровли через верхняк на наклонную поверхность щели и исключения тем самым разрушения угольного забоя

Угол скоса щели регулируют с помощью зубков диска. Если необходимо иметь угол скоса зарубной щели равный, скажем, 20о, то зубки в кулаках диска

848668 8 в местах опирания на него верхняков передние их концы делают со скосом с нижней стороны. Плоскости скосов верхняков располагают относительно соответствуюших верхних плоскостей перекрытий под углом 20 . Длину верхняков с учетом ширины захвата комбайна, глубины отжима угля и зарубной щели принимают равной 1,4-1,5 м, Угол между плоскостью скоса врубовой щели и плоскостью кровли пласта в зависимости от глубины отжима угля из груди забоя принимают в пределах

15-30 . В том случае, когда отжим выдвижения верхняка от действия гид- 5 угля отсутствует, угол скоса принимают pBBHblM минимальному значению.

При глубине отжима угля порядка 30 см и более его берут равным 30 . Промежуточные значения угла скоса берут пропорционально величине отжима угля.

Величину максимального отжима угля в работающей лаве определяют непос— редственным замером расстояния от плоскости груди забоя до наиболее удаленной точки вывала угля из rpy— ди забоя. В проектируемой лаве величину отжима определяют по отжиму работающей на том же пласте лавы и расположенной вблизи от проектируемой. На практике величина отжима угля из забоя на пластах тонких и средней мощности чаще всего колеблется в пределах 0,2 — 0,3 м, иногда она достигает

0 5 м.

Выполнение скошенной книзу врубовой щели может быть осуществлено следующим образом. На выемочный барабан

5 комбайна,.расположенный вертикально, одевают сверху диск 6 большего диаметра, чем диаметр выемочного барабана. Диск по боковой и верхней пОВерхностям имеет кулаки для закреп/ ления в них зубков. Боковую поверхность диска делают со скосом, Угол скоса относительно верхней плоскости диска берут равным 20 . Диск болтами жестко крепят к выемочному барабану. При вращении барабана вращается и диск, который при выемке угля вырезает скошенную врубовую щель у кровли пласта, Глубина щели равна разности радиусов диска и барабана. Имея набор дисков различного .диаметра, можно делать щели различной глубины.

848668 10 находящихся у комбайна и в бесстоечном призабойном пространстве лавы, Предотвращение вывалов породы в призабойном пространстве позволяет исключить простои лавы, а следовательзд но, существенно возрастает нагрузка и на очистной забой, Формула изобретения

% закрепляют таким образом, чтобы их концы находились на одинаковом расстоянии от скошенной .поверхности дис ка, В том случае, когда надо увеличить угол скоса щели, зубки нижних линий резания диска выдвигают из гне их закрепления, а зубки верхних лини резания вдвигают. При необходимости уменьшения угла скоса щели поступают наоборот, т.е. зубки. верхних линий, 0 резания диска выдвигают, зубки нижних — вдвигают.

Таким образом, скошенная к почве. пласта врубовая щель позволяет соз-. дать опору на переднем конце перекрытия (выдвижного верхняка) механизированной крепи, обеспечить поджатие передней консоли перекрытия крепи к кровле в период ее выдвижения с необходимым предотвращающим образова- рд ние и развитие вывалов в кровле уси— лием, сохранять усилие поджатия консоли в течение всего выемочного цикла, увеличить устойчивость угольного забоя.

Увеличение устойчивости угольного за- 25 боя происходит из-за изменения конфигурации забоя и уменьшения концентрации напряжения в местах контакта конца выдвижного верхняка с угольным забоем, так как при скошенной поверх- 30 ности площадь контакта возрастает.

Кроме того, выдвижение верхняков произ водится вслед за проходом выемочного органа комбайна, что приводит к уменьшению времени и площади обнажения 35 кровли.

В результате обеспечивается максимальное перекрытие неустойчивой кровли и надежное -ее поддержание над комбайном и в бесстоечном призабойном 4о пространстве лавы.

Применение предлагаемого способа поддержания кровли в очистном забое позволяет ликвидировать образование и развитие вывалов пород из кровли в 45 районе работы комбайна и в бесстоеч.ном призабойном пространстве . Этим повышается безопасность работ, так как. исключается травмирование рабочих, Способ поддержания кровли в очистном забое, включающий выполнение под кровлей пласта врубовой щели, введение и расклинивание во врубовой щели выдвижных консолей перекрытий механизированной крепи, которые перед проходом выемочной машины выводят иэ врубовой щели, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности поддержания неустойчивой кровли, врубовую щель выполняют со скосом с нижней стороны одновремен.но с проходом выемочной машины а !

1 расклинивание выдвижных консолей пе.— рекрытий механизированной крепи производят до величины 3-5 тс и удерживают их с этим усилием поджатия к кровле в течение всего выемочного цикла, Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1, 1 едведчук Н.Д. и др. Выдвижная шарнирная металлическая крель при уз- козахватной выемке. †Уго Украины", 1973, № 4, с. 15-16.

2. Овчаренко Б.П. н др. Применение опережающей крепи при узкозахватной выемке угля, — "Уголь Украины",.1973, № 10, с. 13 — 14.

3. Зеленина Е.В. и др. Машины и оборудование для очистных работ. Каталог-справочник, 18-6-71, НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1971.

4.Патент Польши №112628, кл.5с 15/44, 1968.5. Авторское свидетельство СССР

¹ 341954, кл. Е 212 23/06, 1969.

6. Авторское свидетельство СССР № 630427, кл. Е 21D 23/06, 1977 (прототип) .

848668

Фиг.3

Составитель В. Пономарева

Редактор О. ИаЛец Техред Н. Бабурка Корректор Г. Назарова.

Заказ 603 /36 Тираж 27 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенйй и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал,ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,