Гидравлическая стойка

 

Изобретение относится к подземной добыче угля, в частности к конструкциям гидравлических стоек (ГС) для поддержания горных выработок. Цель - расширение эксплуатационных возможностей гидростойки за счет изменения физико-механических свойств пород кровли. Конструкция ГС включает цилиндр 1, в котором установлен шток 2 с внутренней полостью, поршень 3. Часть 4 поршня жестко закреплена на штоке, часть 5 подвижна относительно внутренней поверхности 6 штока 2. Демпферное устройство ГС выполнено в виде верхнего цилиндра (ВЦ) 7, размещенного подвижно в полости штока, и нижнего цилиндра 8, жестко соединенного с частью 5 поршня 3. Часть 4 поршня выполнена с осевым каналом 18, в котором размещен клапанный блок (Б) 19. С частью полости штока, расположенного между КРЫШКОЙ 17 и ВЦ 7, сообщен Б 20. Он включает обратный 24 и предохранительный 25 клапаны. Для противоположно направленных обратных клапана 22 и 23 входят в состав Б 19. При распрре ГС, когда шток 2 верхним торцом подожмет крьш1ку 17 к кровле, в поршневой полости 12 давление жидкости увеличится. Клапаны 22 и 24 откроются, и жидкость, заполняя камеру 16 и перемещая ВЦ 7 демпферного устройства, будет сжимать газ в камере 9. Газ будет одновременно сжиматься цилиндром 8 части 5 поршня 3 штока 2. Происходит распор ГС от насоса 27. Под действием горного давления шток 2 начинает перемещаться вниз, сжимает жидкость в поршневой полости 12. Клапан 22 открывает- ,ся и жидкость поступает под цилиндр 8 части 5 поршня 3, при перемещении которого вверх сжимается газ в камере 9 и происходит перемещение ВЦ 7. При перемещении ВЦ 7 давление в камере 16 увеличивается. Перемещаясь, шток 40 золотниковой частью 43 открывает доступ жидкости от насоса 30 через канал 44 в канал 37 и обратный клапан 45 в камеру 16 под давлением, большим давления настройки клапана 21 . При этом происходит разупрочнение горного массива. Сняв Б 20, подключаем к ГС магистраль от насоса, который закачивает скрепляющий раствор в горный массив. Таким образом, поддержание боковых, пород в выработке и изменение их физико-механических свойств достигается за счет работы ГС в режиме максимального давления и одновременно нагнетанием жидкости в горный массив с целью ее разупрочнения . Последующим нагнетанием скрепляющего раствора в массив увеличигьтется его несущая способность. 5 ил. 5 (Л Од СО 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (бц 4 Е 21 D 15/44, 23/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4305042/23-03 (22) 30.07.87 (46) 28,02.89, Бюл. N - 8 (71) Шахта "Юнь-Яга" Производственного объединения по добыче угля "Воркутауголь" и Государственный научноисследовательский проектно-конструкторский и проектный угольный институт с экспериментальным заводом (72) Л.М. Строяковский, Л.М. Гусельников и А.А. Ефименко (53) 622.284.54(088.8) (56) Патент ФРГ Ф 1458670, кл. 5 с 15/50, 1973.

Авторское свидетельство СССР

Ф 685837, кл. Е 21 D 15/44, 1975. (54) ГИДРАВЛИЧКСКАЯ СТОЙКА (57) Изобретение относится к подземной добыче угля, в частности к конструкциям гидравлических стоек (ГС) для поддержания горных выработок.

Цель — расширение эксплуатационных возможностей гидростойки за счет изменения физико-механических свойств пород кровли. Конструкция ГС включает цилиндр 1, в котором установлен шток 2 с внутренней полостью, поршень 3. Часть 4 поршня жестко закреплена на штоке, часть 5 подвижна относительно внутренней поверхности 6 штока 2. Демпферное устройство ГС выполнено в виде верхнего .цилиндра (ВЦ) 7, размещенного подвижно в полости штока, и нижнего цилиндра 8, жестко соединенного с частью 5 порш- ня 3. Часть 4 поршня выполнена с осевым каналом 18, в котором размещен клапанный блок (Б) 19. С частью полости штока, расположенного между крьппкой 17 и ВЦ 7, сообщен Б 20.

Он включает обратный 24 и предохра„„SU„„1461981 А 1 нительный 25 клапаны. Для противоположно направленных обратных клапана 22 и 23 входят в состав Б 19.

При распоре ГС, когда шток 2 верхним торцом подожмет крьппку 17 к кровле, в поршневой полости 12 давление жидкости увеличится, Клапаны 22 и

24 откроются, и жидкость, заполняя камеру 16 и перемещая ВЦ 7 демпферного устройства, будет сжимать газ в камере 9. Газ будет одновременно сжиматься цилиндром 8 части 5 поршня 3 штока 2. Происходит распор ГС от насоса 27. Под действием горного давления шток 2 начинает перемещаться вниз, сжимает жидкость в поршнеЖ вой полости 12. Клапан 22 открывается и жидкость поступает под цилиндр

8 части 5 поршня 3, при перемещении которого вверх сжимается газ в камере 9 и происходит перемещение ВЦ 7.

При перемещении ВЦ 7 давление в камере 16 увеличивается. Перемещаясь, шток 40 эолотниковой частью 43 откры- Э и вает доступ жидкости от насоса 30 gh через канал 44 в канал 37 и обратный фф клапан 45 в камеру 16 под давлением, большим давления настройки клапана 21. ц »

При этомпроисходит разупрочнение гор- рр ного массива. Сняв Б 20, подключаем к ГС магистраль от насоса, который .закачивает скрепляющий раствор в горный массив. Таким образом, поддержание боковых, пород в выработке и изменение их физико-механических свойств достигается за счет работы

ГС в режиме максимального давления и одновременно нагнетанием жидкости в горный массив с целью ее разупрочнения. Последующим нагнетанием скрепляющего раствора в массив увеличивается его несущая способность. 5 ил.

l 461981

Изобретение относится к подземной добыче угля, в частности к конструкциям гидравлических стоек для поддержания горных выработок, Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей гидравлической стойки за счет изменения физико-механических свойств пород кровли.

На фиг. 1 изображена гидравлическая стойка, общий вид на фиг. 2— схема расположения гидравлических стоек вдоль выработки, прилегающей к очистному забою, план; на фиг. 3сечение А-А на фиг. 2, на фиг. 4— сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5— сечение В-В на фиг. 2.

Гидравлическая стойка включает цилиндр 1 с каналами подвода рабочей жидкости, в котором установлен шток

2 с внутренней полостью, поршень 3, выполненный из двух частей 4 и 5 °

Часть 4 поршня жестко закреплена на штоке, часть 5 — подвижна относительно внутренней поверхности 6 штока 2, Стойка имеет демпферное устройство, содержащее верхний 7 и нижний 8 цилиндры.

Нижний цилиндр 8 жестко соединен с частью 5 поршня 3 и образует с последним подвижный элемент, а верхний цилиндр 7 размещен в полости штока и ориентирован подвижно относительно внутренней поверхности 6 штока 2. Между цилиндрами 7 и 8 расположен компенсационный элемент в виде газовой камеры 9.

Б верхнем цилиндре 7 демпферного устройства выполнен канал 10 для заправки газом камеры 9, а также установлена заглушка 11. В свою оче.редь часть 4 поршня 3 в цилиндре 1 образует поршневую полость 12 и штоковую полость 13. На выходе канала

14 цилиндра 1 со стороны поршневой полости 12 расположен клапан 15. Кроме того, в штоке 2 образована камера

16 между верхним торцом верхнего цилиндра 7 демпферного устройства и внутренней поверхностью крышки 17> которая укреплена на штоке 2.

Часть 4 поршня 3 выполнена с осевым каналом 18, в котором размещен

Ф клапанный блок 19, блок 20 сообщен с частью полости штока, расположенным между крышкой 17 и верхним цилиндром 7 демпферного устройства, предохранительный клапан 21 расположен в верхней части крышки 17. Кла50

5

40 о

45 панный блок 19 включает два противоположно направленных обратньм клапана 22 и 23. Клапанный блок 20 включает обратный 24 и предохранительный

25 клапаны. Клапан 24 установлен в магистрали 26 рабочего насоса 27, питающего гидрооборудование лавы 28, Клапан 25 установлен в магистрали 29 насоса высокого давления 30.

Работа гидравлических стоек по мере подвигания очистного забоя за- ключается в следующем.

В исходном положении (фиг. 2 и 3) гидравлическая стойка установлена впереди лавы 28 в зоне стабилизации горного давления после проведения выработки 1. Для ее установки жидкость подается насосом 27 по магистрали 26 в поршневую полость 12 ци-. линдра 1 через клапан 15. При этом давление Р» с которым поступает жидкость в поршневую полость 12, меньше усилия срабатывания на открывание клапана 22 клапанного блока

19 и клапана 24 клапанного блока 20, установленного в камере 16. Клапан

23 при этом закрыт, а шток 2 перемещается вверх.

Как только шток 2 своим верхним торцом подожмет крьппку 17 к кровле, в поршневой полости 12 давление жидкости увеличивается, клапаны 22 и

24 открываются, и жидкость, заполняя камеру 16 и перемещая верхний цилиндр 7 демпферного устройства, сжимает ras в камере 9. В свою очередь, газ одновременно сжимается цилиндром 8 части 5 поршня 3 штока 2. Происходит распор стойки при давлении, установленном на насосе 27.

Работа гидравлической стойки в . зоне опорного горного давления II (фиг. 2) и зоне, активных смещений боковых пород III (фиг, 2) происходит, следующим образом (фиг. 4), При проявлении усиленного горного давления шток 2 начинает перемещаться вниз, сжимает жидкость в поршневой полости 12. Клапан 22 открывается и жидкость поступает под цилиндр 8 части 5.поршня 3, при перемещении которого вверх сжимается газ в камере 9 и происходит перемещение верхнего цилиндра 7.

Давление жидкости в камере 16 при перемещении верхнего цилиндра 7 увеличивается. При этом жидкость по каналу 31 в клапанном блоке 20 поступает под поршень 32, через дрос1461981 сель 33 в полость 34 и канал 35, .открывает клапан 36 и поступает в канал 37. При открывшемся клапане

36 давление в полости 34 падает и поршень 32 перемещается вверх; преодолевая сопротивление пружины 38.

При этом жидкость поступает между конусом 39 штока 40 и седлом 41 в канал 42, соединенный с каналом 37.

Перемещаясь, шток 40 своей золотниковой частью 43 открывает доступ жидкости от насоса 3Q высокого давления через канал 44 в канал 37, открывает обратный клапан 45 и посту.пает в камеру 16. Жидкость поступает от насоса высокого давления 30 под давлением Р<, равным или большим давления P настройки на срабатывание клапана 21.

Под давлением Р, происходит разупрочнение горного массива.

Такое же давление устанавливается в поршневой полости 12 за счет перетока жидкости из-под нижнего цилиндра 8 через клапан 23.

В случае увеличения горного давления до Рп,(больше P, ) клапан 21 по-прежнему остается открытым, а. клапан 45 закрывается. При этом насос высокого давления 30 работает по известной схеме на слив через свой штатный предохранительный клапан 46.

Режим повьппенного давления в гидравлической стойке и нагнетание жидкости в горный массив продолжается до прорыва жидкости в рабочее пространство выработки или в выработанное пространство.

В любом случае это сопровождается падением давления жидкости в трещинах 47 массива, в скважине 48, в камере 16, в магистрали 29 насоса 30 высокого давления. Тогда клапан 21 закрывается, подача жидкости от насоса высокого давления 30 прекращается. Работа жидкости по разупрочнению горного массива, а следовательно снижению горного давления на крель выработки и краевую часть ° очистного забоя закончена.

В дальнейшем (фиг. 5), сняв клапанный блок 20, подключают к гидравлической стойке магистраль 49 от насоса 50,, который закачивает скрепляющий раствор в горный массив ° Работа по укреплению массива в зоне

5 стабилизации горного давления сзади очистного забоя IV производится в период времени от минимального горного давления на крепь до установившегося его значения в выработке за очистным

10 забоем. !

Графическое отображение влияния горного давления на крепь выработки, относительно плоскости очистного

15 забоя линии "0", в результате изменения физико-механических свойств горного массива представлено на фиг. 2 прерывистой линией "Н", а без изменения. физико-механических

20 свойств сплошной линией "Д".

Формула изобретения

Гидравлическая стойка, включающая

25 цилиндр с каналами подвода рабочей жидкости, в котором установлены шток, имеющий внутреннюю полость, закрытую сверху крьппкой, имеющей сообщенное с полостью штока осевое отверстие с др установленным в нем предохранительным клапаном, поршень, состоящий из двух частей, первая из которых жестко закреплена на штоке, а вторая установлена подвижно, и демпферное

35 устройство имеющее газовую камеру размещенную между верхним цилиндром, установленным подвижно, и нижним цилиндром, отличающаяся тем, что, с целью расширения экс40 плуатац онных возможностей гидростой . ки за счет изменения физико-механических свойств пород кровли, верхний цилиндр демпферного устройства размещен в полости штока, нижний ци45 линдр демпферного устройства закреплен на подвижной части поршня, первая;часть поршня выполнена с осевым каналом, который снабжен установленными в нем и противоположно направ50 ленными обратными клапанами, при этом гидростойка снабжена обратными и предохранительным клапанами, сообщенными с частью полости штока, расположенной между крынкой и верхним цилиндром демпферного устройства.

1461981

I 46198>

4-А

1461981

Составитель Е.Панчук

Техред Л.Сердюкова

Редактор М.Недолуженко

Корректор Н.Гулько

Заказ 652/31 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101