Секция безразгрузочной крепи

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной добыче полезных ископаемых. Секция безразгрузочной крепи включает эластичный несущий элемент, имеющий прочную механическую оболочку, заполненную рабочим телом, содержащим газ, связанный с нею движитель с рядом жестких роликов, бесконечную приводную ленту, а также поддерживающее устройство, установленное с забойной стороны и выполненное в виде кассеты из жестких роликов, окатывающихся по собственной бесконечной ленте. Эластичный несущий элемент выполнен в виде шара или цилиндра, механическая оболочка которого дополнительно к газу заполнена жидкостью. Движитель снабжен рамой, на которой подвижно установлены охваченные приводимой от двигателя бесконечной лентой ролики. Движитель размещается между кровлей (почвой) и опирается роликами (через ленту) на эластичную оболочку несущего элемента. На раме движителя шарнирно закреплены ограждения с завальной и забойной сторон штрека. Ограждения выполнены в виде кассет из роликов, опирающихся на эластичную оболочку несущего элемента. Движитель может быть выполнен в виде двух реверсивных приводных гидродвигателей барабанного типа, закрепленных на раме параллельно роликам, связанных двумя ветвями бесконечной приводной ленты, с возможностью его установки с опорой на верхнюю или на нижнюю поверхности эластичной оболочки несущего элемента. Изобретение позволяет упростить конструкцию, повысить надежность и маневренность крепи. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горно-добывающей промышленности и может быть использовано при подземной добыче полезных ископаемых.

Известна секция безразгрузочной балонной крепи, содержащая тороидальный баллон, связанный с секцией базовой балки бесконечным цепным тяговым органом и огибющим роликом, установленным на секции базовой балки [1].

Недостатком такой секции является ограниченность ее перемещения из-за наличия кинематической связи с распорными гидростойками. Поскольку несущий пневмоэлемент выполнен в виде двух торроидальных баллонов, расположенных один над другим, то он представляет ненадежную неустойчивую конструкцию. При этом пневмобаллоны при больших объемах и избыточном давлении являются взрывоопасными.

Известна также пневмокрепь, включающая секции из эластичных оболочек с навесными устройствами, при этом козырек выполнен из платформы с катками и тормозным роликом и двухслойной цилиндрической оболочкой, установленной на платформе и связанной с ней посредством гибкого элемента, который охватывает нижнюю оболочку и тормозной ролик платформы [2].

Недостатком такой конструкции пневмокрепи является то, что несущие пневмоэлементы выполнены в виде выворачивающихся торов и предназначены для поддержания постоянного контакта при качении без разгрузки конструкции крепи по кровле и почве пласта, образуя два ряда пневмоэлементов, размещенных один над другим. Это делает конструкцию неустойчивой, а также уязвимой с точки зрения повреждения оболочки пневмоэлементов об острые выступы породы на кровле или на почве забоя.

Наиболее близким к изобретению по своей сущности и достигаемому результату является секция безразгрузочной крепи, включающая эластичный несущий элемент, оболочка которого заполнена рабочим телом, содержащим газ, связанный с нею движитель с рядом жестких роликов, бесконечную приводную ленту и поддерживающее устройство в виде кассеты из роликов, окатывающих по собственной бесконечной ленте [3].

Такая конструкция кровельной крепи является весьма сложной и малонадежной. Спаренные один над другим пневматические элементы образуют неустойчивую конструкцию и не способны оказывать сопротивление горному давлению. Большой объем воздуха в пневмобаллонах под высоким давлением представляет угрозу взрывоопасности при перегрузках давления в любом пневмоцилиндре-ролике. Кроме того, в ней отсутствуют элементы ограждения, а конструкция движителя не позволяет производить корректировку направления движения крепи.

Поставлена задача разработать автономную секцию безразгрузочной крепи, лишенную указанных недостатков, обладающую простотой конструктивного исполнения, повышенной надежностью от внезапных перегрузок и высокой маневренностью при перемещениях в забое.

Эта задача решена за счет того, что в секции безразгрузочной крепи, включающей эластичный несущий элемент, оболочка которого заполнена рабочим телом, содержащим газ, связанный с нею движитель с рядом жестких роликов, бесконечную приводную ленту и поддерживающее устройство в виде кассеты из роликов, окатывающих по собственной бесконечной ленте, эластичный несущий элемент выполнен в виде шара или цилиндра, его оболочка дополнительно к газу заполнена жидкостью, движитель снабжен рамой, на которой установлены ролики, охваченные приводной от двигателя бесконечной лентой, и размещен между кровлей (почвой) и поверхностью эластичной оболочки несущего элемента с опорой на него, на раме шарнирно закреплены ограждения с завальной и забойной сторон, выполненные в виде кассет из роликов, опертых на эластичную оболочку несущего элемента, причем ограждение с забойной стороны снабжено траверсой для базовой балки, а поддерживающее устройство шарнирно закреплено на раме с забойной стороны.

При этом двигатель может быть выполнен в виде двух реверсивных приводных гидродвигателей барабанного типа, закрепленных на раме параллельно роликам, связанным двумя ветвями бесконечной приводной ленты, с возможностью его установки с опорой на верхнюю или нижнюю поверхности эластичной оболочки несущего элемента.

На фиг. 1 изображен общий вид крепи с шаровым несущим элементом; на фиг. 2 - то же, с цилиндрическим несущим элементом; на фиг. 3 - схема разворота секции крепи.

Секция безразгрузочной механизированной крепи состоит из эластичного 1 несущего элемента шаровой или цилиндрической формы, заполненного газом и жидкостью, имеющего механическую эластичную оболочку 2, удерживающую рабочее тело и снабженную дросселирующими и предохранительными устройствами, и движителя. Движитель состоит из двух реверсивных приводных гидродвигателей 3 барабанного типа с двумя ветвями бесконечных приводных лент 4, 5, обкатывающихся по жестким роликам 6. Ролики подвижно закреплены на раме 7 параллельно барабанным гидродвигателям 3. На раме 7 движителя шарнирно закреплены ограждения 8 с завальной и 9 с забойной стороны, которые выполнены в виде кассет жестких подвижных роликов 10, опирающихся на эластичную оболочку несущего элемента. На раме 7 движителя с забойной стороны при помощи траверс 11 шарнирно закреплено поддерживающее устройство 12, выполненное также в виде кассеты жестких подвижных роликов 13 и двухручьевой бесконечной резинотканевой ленты 14. С нижней стороны ограждения 9 закреплена соединительная траверса 15 для перемещения базовой балки струга или конвейера на забой. Механическая эластичная оболочка 2 несущего элемента 1 выполнена из набора шести- и пятигранных сегментов 16 и 17.

Несущий эластичный элемент 1 цилиндрической формы выполнен из автомобильных шин, например марки 2550х950 - 990/37,7 - 39, большой грузоподъемности. В секции крепи установлены два колеса, соединенные между собой осью 18. От вращения ось зафиксирована траверсой пинального типа 19. На оси 18 размещен гидромотор-барабан 20 для вращения колес.

Секция безразгрузочной крепи работает следующим образом.

В шахту на рабочее место доставляют эластичный несущий элемент 1 и движитель в сборе. Размещают движитель над эластичным несущим элементом и подают в его оболочку азот под избыточным давлением 0,1 - 0,2 МПа. Затем повышают давление в оболочке путем закачивания воды (эмульсии) под избыточным давлением 0,5 - 1,0 МПа. На движитель навешивают ограждающие элементы 8 и 9 и поддерживающий элемент 12. Секция безразгрузочной крепи готова к работе.

Передвижение секции безразгрузочной крепи происходит за счет окатывания бесконечных лент 4 и 5 движителя по кровле пласта и поверхности эластичной оболочки 1 несущего элемента, перекатывая последний по направлению на забой. Ограждающий элемент 8 под тяжестью обрушившихся пород прижат к поверхности эластичной оболочки 1 несущего элемента опорными роликами 10, которые, перекатываясь, не препятствуют движению секции. Ограждающий элемент 9 с забойной стороны, также перекатываясь роликами 10 по поверхности эластичной оболочки 1 несущего элемента, передает усилие на поддерживающий элемент 12, прижимая его к кровле пласта, и при помощи траверсы 15 передает усилие на перемещаемую базовую балку. Поддерживающий элемент 12 при помощи перекатывающихся роликов 13 и двух ветвей бесконечной ленты 14 осуществляет безразгрузочное поддерживание кровли пласта в призабойном пространстве. Корректировка направления движения секции безразгрузочной крепи осуществляется за счет кратковременного включения реверсивных приводных гидродвигателей 3 в обратном направлении, что заставляет двигаться бесконечные приводные ленты в противоположном движению направлении и тем самым поворачивать несущий элемент секции.

По завершении работ в выемочном поле секции безразгрузочной крепи не демонтируются, а разворачиваются, например, на 90^o в плоскости пласта и, самостоятельно передвигаясь, перемещаются в следующее выемочное поле. Разворот и перемещение секции безразгрузочной крепи может быть осуществлено также с помощью дополнительного движителя, устанавливаемого у основания несущего элемента. При этом секция своей эластичной оболочкой несущего элемента наезжает на движитель, расположенный на почве, освобождается верхний движитель и с помощью нижнего движителя секция перемещается по вновь заданному направлению. В новом очистном забое верхний движитель устанавливается у кровли пласта, ориентируется в нужном направлении и секция с помощью нижнего движителя наезжает на установленный верхний движитель. Затем освобождается нижний движитель и секция безразгрузочной крепи готова к работе в новом забое.

Секция безразгрузочной крепи может быть применена для работы на пластах с любым уклоном падения мощностью 1 - 5 м, при этом передвижение осуществляется по простиранию, падению и восстановлению пласта. Эксплуатация секции осуществляется до полного ее износа без перемонтажных работ. Отсутствие непосредственного контакта эластичной оболочки с кровлей и почвой обеспечивает ее защиту от износа и повреждений.

Применение пневмогидравлического несущего элемента позволяет увеличить надежность предлагаемой секции безразгрузочной крепи, поскольку ликвидируется "жесткость", присущая гидрофицированным стойкам, заполненным жидкостью (эмульсией), которая практически является несжимаемой, а также "податливость" эластичных оболочек, заполненных газом, которая может привести пневмоконструкцию к взрыву при динамической нагрузке от обрушивающейся кровли, поскольку при прорыве оболочки высвобождается значительная энергия сжатого газа. Применение пневмогидравлики позволяет обеспечить секции крепи работу с эффектом демпфера, при котором увеличивается время воздействия от внезапных динамических нагрузок на гидравлическую составляющую, что создает условия для нормального срабатывания предохранительных устройств.

Формула изобретения

1. Секция безразгрузочной крепи, включающая эластичный несущий элемент, оболочка которого заполнена рабочим телом, содержащим газ, связанный с нею движитель с рядом жестких роликов, бесконечную приводную ленту и поддерживающее устройство в виде кассеты из роликов, окатывающихся по собственной бесконечной ленте, отличающаяся тем, что эластичный несущий элемент выполнен в виде шара или цилиндра, его оболочка дополнительно к газу заполнена жидкостью, движитель снабжен рамой, на которой установлены ролики, охваченные приводной от двигателя бесконечной лентой, и размещен между кровлей (почвой) и поверхностью эластичной оболочки несущего элемента с опорой на него, на раме шарнирно закреплены ограждения с завальной и забойной сторон, выполненные в виде кассет из роликов, опертых на эластичную оболочку несущего элемента, причем ограждение с забойной стороны снабжено траверсой для базовой балки, а поддерживающее устройство шарнирно закреплено на раме с забойной стороны.

2. Секция по п.1, отличающаяся тем, что движитель выполнен в виде двух реверсивных приводных гидродвигателей барабанного типа, закрепленных на раме параллельно роликам, связанных двумя ветвями бесконечной приводной ленты, с возможностью его установки с опорой на верхнюю или нижнюю поверхности эластичной оболочки несущего элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3