Щит для разработки мощных крутых пластов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Е 21 D 1904

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3787949/22-03 (22) 05.09.84 (46) 23.03.86. Бюл. № 11 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт «КузНИУИ» и Проектно-конструкторское бюро Объединения «Прокопьевскуголь» (72) Н. С. Арсенов, Ю. Я. Мосунов, В. И. Черемнов, В. Г. Ефремов, С. Н. Суховольский и Н. И. Яковлев (53) 622.284 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 90745, кл. Е 21 D 19/02, 1955.

Авторское свидетельство СССР № 968434, кл. Е 21 D 19/02, 1981. (54) (57) 1. ЩИТ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТЫХ ПЛАСТОВ, включающий деревянный накатник, содержащий отдельные блоки из накатин, объединенных опорами, состоящими из верхних и нижних частей, и установленными между ними гидродомкратами, размещенными под накатником в средней его части и взаимодействующими нижними частями со стяжками, закрепленными на торцах накатин, и расположенные по простиранию пласта металлические пояса, соединяющие блоки и щитовое перекрытие, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности щита путем обеспечения автоматической компенсации деформаций элементов блоков щита в про„„SU,» 1219813 А цессе эксплуатации, нижняя часть опоры каждого блока щита выполнена в виде дополнительного поршня со штоком, имеющим головку, размещенного в цилиндре основного гидродомкрата соосно с основным поршнем, и амортизатора, размещенного на дополнительном штоке между цилиндром и головкой дополнительного штока, причем поршневая полость, образованная дополнительным поршнем, сообщена с поршневой полостью гидродомкрата через обратный клапан.

2. Щит по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы гидродомкратов опор блоков, они снабжены гидрозамком и регулируемым предохранительным клапаном, причем поршневая полость каждого основного гидродомкрата щ сообщена с клапанной полостью гидрозамка и входом регулируемого предохранительного клапана, а корпус гидродомкрата выполнен с резьбой и снабжен гайкой для фик- Ф сации его выдвинутых положений.

3. Щит по п. 1, отличающийся тем, что, Я с целью увеличения быстродействия дополнительного гидродомкрата, он снабжен емкостью для рабочей жидкости, находящейся под давлением, превышающим атмосферное, причем емкость при помощи обратного 0 клапана сообщена с поршневой полостью допол нител ьно го гидродом к рата. 00

Ьаа

1219813

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а конкретно к щитовым перекрытиям для разработки мощных крутых пластов угля.

Цель изобретения — повышение надежности щита путем обеспечения автоматической компенсации деформаций элементов блоков щита в процессе эксплуатации, повышение надежности работы гидродомкратов опор блоков, а также увеличение быстродействия дополнительного гидродомкрата.

На фиг. 1 изображен щит, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, вид снизу; на фиг. 3— сечение А — А на фиг. 1.

Щит для разработки мощных крутых пластов столбами по падению включает уложенный вкрест простирания пласта деревянный накатник 1, содержащий отдельные блоки 2 из нескольких накатин, объединенных опорами 3, состоящими из нижних

4 и верхних 5 частей, и гидродомкратов 6 между ними, размещенными под накатником в средней его части и взаимодействующими нижними частями 4 со стяжками 7 и 8, закрепленными на торцах накатника 1. Блоки 2 соединены в единое щитовое перекрытие с помощью расположенных по простиранию пласта верхних

9 и нижних 10 металлических поясов, стяжных, соединительных и крепежных элементов (не показаны) . Нижняя часть 4 опоры 8 каждого блока 2 выполнена в виде штока 11 и поршня 12, соосно размещенных в одном корпусе 13 с плунжером 14 основного гидродомкрата, и амортизатора 15, выполненного в виде пакета тарельчатых пружин, размещенных между корпусом 13 и головкой штока 11. Полость 16 основного гидроцилиндра и поршневая полость

17 дополнительного цилиндра сообщена одна с другой с помощью обратного клапана 18, при этом полость 17 через второй обратный клапан 19 сообщена с емкостью

20, которая содержит подпружиненный поршень 21 и сообщена через обратный клапан 22 с распределителем 23 гидросистемы щита. Полость 16 сообщена с клапанной полостью 24 гидрозамка 25 и входом регулируемого предохранительного клапана 26.

Головка штока 11 снабжена упорным кольцом 27 и выполнена с проушиной 28 для соединения с проушинами 29 и 30 стяжек

7 и 8 с помощью пальца 31. Корпус 13 основного гидродомкрата выполнен с гайкой 32 для фиксации гидродомкрата в выдвинутом положении путем упора ее в кольцо 33, закрепленное на плунжере 14. Для целей демонтажа элементов щита поршневая полость 34 гидрозамка 25 сообщена трубопроводом с гидрораспределителем 23, который подключен к напорной 35 и сливной 36 магистралям. Для упрощения монтажа блоков шита стяжки 7 и 8 выполнены с талрепами 37 и 38. На торцах накатни5

35 ка 1 установлены фиксирующие узлы, выполненные с ограничителями 39, в которых расположены пальцы 40 для крепления стяжек 7 и 8 на торцах накатника l. По периметру щита закреплены защитные металлические фартуки 41, сверху щит накрыт несколькими слоями металлической сетки 42.

Монтаж щита производят следующим образом.

По простиранию пласта на почву рассечки укладывают нижние пояса 10, на которые укладывают деревянные накатины 2 и устанавливают фиксирующие узлы с ограничителями 39 и защитные фартуки 41. В процессе укладки накатин 2 их группируют в блоки и укладывают стяжки 7 и 8 в ограничители 39 фиксирующих узлов, с помощью хомутов к накатинам 2 крепят верхние части 5 опор 3, устанавливают в гнезда верхних частей 5 гидродомкрат 6 плунжер 14 которого при этОм втянут, проушину 28 головки штока 11 совмещают с проушинами 29 и 30 стяжек 7 и 8, талрепами 37 и 38 осуществляют натяжение стяжек 7 и 8 до отказа. Затем в полость

16 основного гидродомкрата нагнетают рабочую жидкость под давлением из напорной магистрали 35 через распределитель

23 и гидрозамок 25. При этом стяжки 7 и 8 натягиваются, а фиксирующие узлы внедряются в торцы накатин 2. Рабочую жидкость из напорной магистрали 35 через гидрораспределитель 23 подают в поршневую часть 34 гидрозамка 25, который открывается и сообщает полость 16 основного гидродомкрата 6 со сливной магистралью. Талрепами 37 и 38 стяжки 7 и 8 натягиваются, поршни 12 и 14 занимают свои крайние положения, при которых сохраняется минимальный объем поршневых полостей

16 и 17. Опора 3 приобретает свое минимальное значение по высоте.

После того, как щит частично или полностью смонтирован из указанных блоков. рассечка (монтажная камера) обрушается, и обрушенные породы начинают своей массой воздействовать на деревянный накатник 1, который под тяжестью пород прогибается в средней части. Вместе с накатником 1 начинает перемещаться опора 3, которая через проушины 28 и палец 31 воздействует на проушины 29 и 30 стяжек 7 и 8, в последних создаются добавочные напряжения.

Чем выше нагрузка на щит, тем больше добавочные напряжения в стяжках.

При очистных работах под щитом нагрузка на его элементы (деревянный накатник стяжки и опору) изменяется в довольно больших пределах (от 0 до 20—

30 тс/м ). При этом минимальное значение нагрузки на щит, как правило, проявляется в момент посадки щита (независимо от вида посадки; общей или односто ронней).

1219813

ЧЮ

38 8

Фиг.z

Щит вместе с компенсатором деформаций работает следующим образом.

В процессе эксплуатации щита на него действует какое-то давление обрушенных пород, прогибая в какой-то степени деревянный накатник 1, опора 3 взаимодействует со стяжками 7 и 8, передавая на них определенные усилия. Тарельчатые пружины амортизатора 15 прижаты к корпусу

13 гидродомкрата 6.

При выемке угля под щитом из его це- 10 ликов (посадке щита) в момент его свободного падения (или близко к свободному падению) нагрузка на него резко снижается.

Деревянный накатник распрямляется, усилие в стяжках 7 и 8 снижается, тарельчатые пружины амортизатора 15 стремятся занять свое нормальное состояние и, взаимодействуя с головкой 27 штока 11, смещают его вместе с поршнем 12 вниз, образуя разрежение в поршневой полости 17, что приводит к тому, что рабочая жидкость через обратный клапан 19 из емкости 20 поступает в полость 17. В следующий момент, встречая сопротивление со стороны опорных угольных целиков, нагрузка на щит начинает быстро возрастать (посадка щита длится меньше секунды). Деревянный накатник под тяжестью обрушенных пород деформируется (в пределах упругих деформаций) напряжения в элементах системы деревянный накатник — опора — стяжки возрастают.

На опору 3 воздействует определенная сжимающая осевая нагрузка, которая стремится поршни 12 и 14 посадить на дно поршневых полостей 17 и 16. Но так как площадь поршня 12 несколько меньше площади поршня 14, рабочая жидкость из полости 17 через обратный клапан 18 выдавливается в полость 16 основного гидродомкрата. И так будет происходить в процессе работы щита: при падении нагрузки на щит рабочая жидкость засасывается в полость

17, а затем из нее нагнетается в полость

l6 так, что постоянно происходит увеличение высоты опоры 3 за счет перемещения плунжера 14 вверх. Таким образом происходит компенсация остаточных деформаций на торцах накатника за счет увеличения высоты опоры 3 и система деревянный накатник — опора — стяжки находится в напряженном работоспособном остоянии.

В процессе работы щита процессы, происходящие в элементах щита, происходят во время каждой выемки угля из целиков.

Избыток рабочей жидкости из полостей 16 отводят через предохранительные клапаны 26 с помощью которых обеспечивают заданный режим нагрузок и напряжений в элементах щита. Для исключения возможности проседания под нагрузкой опор 3 (утечек раьочей жидкости из полости 16) во время вынужденных простоев щита и для дублирования гидрозамков 26 корпусы 13 опор 3 выполнены с резьбой, с помощью которой и гаек 32 осуществляют замыкание подвижной системы плунжер 14 — корпус 13, гайки 32 вращают до их упора в упорные кольца 33 плунжеров 14.

После отработки столба угля под накатины подбивают деревянные стойки. По мере демонтажа элементов щита из полостей 16 опор 3 рабочую жидкость отводят в сливную магистраль 36 путем подачи рабочей жидкости из напорной магистрали

35 через гидрораспределитель 23 в поршневую полость 34 гидрозамка 25 для открытия последнего. При этом опора 3 сокращается, снимает напряжения в стяжках 7 и 8 и облегчает работу по вращению гаек талрепов 37 и 38 и выбивке пальцев 31.

1219813

Редактор О. Головач

Заказ 1306 44

Составитель В. Пономарева

Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4