Перемычка для предотвращения выбросов угля, породы и газа

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для проведения горных выработок по выбросоопасному массиву. Цель изобретения - повышение надежности перемычки. Для этого заградительный каркас (ЗК) 1, выполненный из центрального 2 и боковых 5 щитов, установлен под углом 40-50° к продольной оси платформы (П) 8 транспортной тележки 9 к ее центру. Установленные на П 8 телескопические домкраты 12 для поддержания ЗК 1 одними концами шарнирно соединены с П 8, а другими - со щитами 2 и 5 ЗК 1. Причем шарнирные соединения (ШС) домкрата щита 2 расположены в центрах тяжести П 8 и ЗК 1, а ШС домкратов щитов 5 - симметрично относительно ШС домкрата щита 2. Щиты 5 соединены между собой шарнирами. С транспортной тележкой 9 посредством поворотных элементов в виде шарниров 11 соединены домкраты 10 для распора перемычки в породы. Щит 5 имеет выдвижную секцию 3, которая закреплена в рабочем положении фиксатором 4. Щиты 5 для крепления в боковых стенках выработки имеют винтовые элементы 13. Наклон ЗК 1 под углом 40-50° к оси выработки позволяет основную составляющую силы выброса от щитов 2 и 5 частично гасить системой домкратов 12, винтовых элементов 13, а частично передавать на П 8 через ШС. Окончательное гашение усилия происходит в системе домкратов 10, соединенных с П 8 шарнирами 11, благодаря наличию ШС. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ OMKTCWIX

РЕСЛУЬ/ИН

SU.„14 цр Е 21 F 15/02 0СФФ СТИЮ+1ЫЙ КОЮ1ТЕТ

Ю

ЮИ AtlT OOCP

ВСЕСОЮЗНАЯ

rl! .-;çÒ.. „„(1ÅÑ!!Àÿ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вР с©

CO

СюФ

Н kRTOPOCMAf СЮЩЙТВП СТВУ (21) 4082678/23-03 (22) 09.07.86 (46) 30.06.89. Бюл. N 24 (71) Донецкий политехнический институт (72) К.П.Зборщик, Б.А.Лысиков

A.Ä.Áîíäàðåíêî, А.А.Нахатович и Д.В.Лысиков (53) 622.822 (088.8) (56) Степанович Г.Я. и др. Гаэодинамические явления при подготовке глубоких горизонтов Д, 1970, с.65.

Авторское свидетельство СССР

I! 989100, кл. Е 2! F 5/00, 1981. (54) ПЕРЕМЫЧКА ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

ВЫБРОСОВ УГЛЯ, ПОРОДЫ И ГАЗА (57) Изобретение относится -к горному делу и предназначено для проведения горных выработок по выбросоопасному массиву. Цель изобретения — повышение надежности перемычки. Для этого заградительный каркас (ЗК) 1, выполненный иэ центрального 2 и боковых 5 щитов е установлен под углом 40-50 к продольной оси платдюрмы (П) 8 транспортной тележки 9 к ее центру. Установленные на П 8 телескопические домкраты 12 для поддержания ЗК 1 одними концами шарнирно соединены с. П 8, а другими — со щитами 2 и 5 ЗК l.

Причем шарнирные соединения (ШС) домкрата щита 2 расположены в центрах тя!кести П 8 и ЗК 1, а ШС домкра-

1490302 тов щитов 5 — симметрично относительно ШС домкрата щита 2. 11\иты 5 соединены между собой шарнирами. С транспортной тележкой 9 посредством пово,ротных элементов в виде шарниров 11

5 соединены домкраты 10 для распора пе1 ремычки в породы. 111ит 5 имеет выдвижную секцию 3, которая закреплена в рабочем положении фиксатором 4.

1111иты 5 для крепления в боковых стен ках выработки имеют винтовые элеменИзобретение относится к горному делу и может быть использовано при проведении горных выработок по выбросоопасному массиву.

Цель изобретения — повышение надежности перемычки.

На фиг.l схематично изображена перемычка в выработке в рабочем положе 25 нии перед производством взрывных работ (выбросом); на фиг,2 - разрез

А-А на фиг.l.

Перемычка включает заградительный каркас 1, выполненный в виде централь-30 ного заградительного щита 2, выдвижной верхней секции 3, которая закреплена в рабочем положении фиксатором

4, боковых щитов 5, выполненных по форме выработки и соединенных шарнирами 7 с центральным щитом 2, который шарнирно соединен с платформой 8, установленной на транспортной тележке 9. Причем шарниры 7 расположены в центре тяжести каркаса 1 и тележ- 40 ки 9. Тележка выполнена, например, на рельсовом ходу, может быть выполнена на гусеничном или колесном ходу.

Транспортная тележка снабжена системой стопорящих элементов (не показа- 45 ны), К платформе 8 крепится система домкратов 10 с поворотными устройствами в виде .шарниров 11. Центральный 2 и боковые 5 щиты также соединены системой домкратов 12 с платформой 8. При этом крепление их к платформе симметрично относительно шарнирного соединения 7 и крепления системы домкратов 10 и максимально приближено к центру тяжести платформы 8.

Для усиления несущей способности перемычки боковые щиты имеют распорные, например винтовые, устройства 13 для упора (распирания) в углублениях ты 13. Наклон ЗК I под углом 40-50 к оси выработки позволяет основную составляющую силы выброса от щитов 2 и 5 частично гасить системой домкратов 12,-винтовых элементов 13, а частично передавать на П 8 через ШС.

Окончательное гашение усилия происходит в системе домкратов 10, соединенных с П 8 шарнирами 11, благодаря наличию ШС. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

14,выполненных в стенках выработки.

Для распора центрального щита 2 в почве выработки выполнена поперечная канавка 15 для фиксации верхней части выдвижной секции 3 в кровле выработки выполнено углубление 16. В почве вы работки выполнены лунки 17 для установки распорных домкратов 10 платформы 8. Для облегчения конструкции и беспрепятственного выхода газа во время выброса центральный щит и боковые щиты 5 имеют проемы 18, заделанные решеткой иэ канатов 19.

Управление т.е. монтаж перемычки в рабочее положение и демонтаж ее в транспортное осуществляются с пульта

20 управления, который расположен на платформе 8.

Для повышения эффективности локализации выбросов угля, породы и газа каркас 1 перемычки шарниром закреплен в центре тяжести платформы и наклонен под углом, близким к 45О (40-50) к продольной оси выработки.

Такое положение каркаса 1 является менее уязвимым и наиболее благоприятным для воспрннятия выбросов породы и газа, усилие которого, направленное по продольной оси выработки, при встрече с каркасом 1 раскладывается на две примерно равные силы. Одна иэ них действует перпендикулярно каркасу, другая — вдоль каркаса. Сила, перпендикулярная каркасу создает и изгибающее усилие, которок воспринимается системой домкратов 12 и шарнирным соединением 7, передается на породы почвы выработки через систему домкратов 10, установленных в полос! тях, п.рпендикулярных:плоскости щита каркаса 1. Симметричное расположение домкратов 12 относительно центра тя—

1490302

По почве на расстоянии около 1 м от забоя выработки делают поперечную канавку 15. С помощью горного компаса и шаблонов известным способом намечают места и подготавливают углубления 16 в кровле и углубления

14 в стенках выработки так, чтобы по45 перечная канавка 15, углубление в кровле 16 и углубления 14 в стенках выработки находились в одной плоскости, расположенной под углом 4050О к оси выработки. В нашем примере под углом 45 . После бурения и

50 заряжания шпуров, монтажа электрической схемы взрывания в забое выработки тележку 9, на которой расположен каркас 1 в транспортном положении, 55 подают в забой к месту его установки.

Обычно это 1 м по почве и 3 м по кровле выработки и зависит от сечения выработки и глубины шпуров..

40 жести платформы 8 и шарнирного соединения 7 и домкратов 10, расположение домкратов 10,12 под углом к щиту и почве выработки позволяют полностью

5 погасить все изгибающие моменты, а равнодействующую силу, направленную перпендикулярно каркасу 1, передать на породы почвы выработки беэ переда чи усилия на транспортную тележку 9.

Сила, направленная вдоль каркаса I, воспринимается винтовыми домкратами

13 и передается на породы контура выработки. Такое выполнение устройства позволяет силу выброса направить продольно каркасу 1 и домкратам 10, 12, эа исключением платформы 8, которая будет испытывать большие изгибающие усилия относительно центра тяжести, благодаря применению, напри- 20 мер, броневой стали и наличию шар нирного соединения 7 останется невредимой, так как все усилия будут действовать симметрично относительно платформы 8. Установка каркаса 1 25 под углом к продольной оси выработки позволяет уменьшить силы, действующие на каркас 1 примерно в 1,5-1,7 раза, что облегчит конструкцию каркаса 1. А расположение шарниров 7 в д0 центре тяжести каркаса 1 и платформы

8 облегчает управление каркасом 1 при

его установке в выработке и транспортировке по выработке. Все это резкое повышает эффективность локалиэа35 ции выбросов породы и газа. Перемычка работает следующим образом.

С пульта 20 управления домкратами 12 поднимают каркас I в рабочее положении под углом 40-50 к горизонтальной оси выработки, при этом низ центрального щита 2 и основания боковых щитов 5 помещают в поперечную канавку 15 до упора, верхнюю выдвижную секцию 3 центрального щита

2 поднимают до упора в лунки 16 и в таком положении закрепляют фиксатором 4. Винтовые устройства 13 помещают в подготовленные углубления 14 в стенках выработки и распираются между боковыми щитами 5 и стенками выработки, создавая боковой распор каркаса 1. Распорные домкраты 10 с помощью поворотных устройств Il опускают на почву выработки и упирают в подготовленные лунки 17, расположенные на сопряжении почвы и стен выра ботки. В виброопасных породах шпуры для производства взрывных работ обычно располагают не по всему забою, а только в нижней его части. Взрыва.ние шпуров вызывает разрушение породы в пределах сечения выработки и выброс породы, которая устремляется в свободное пространство между забоем и каркасом 1 перемычки. Летящая порода встречает на пути каркас

1 перемычки, который выполняет роль искуственного подпора.

Взрывание шпуров: в пределах сечения выработки раэрыхляет породу забоя выработки и отбрасывает ее от забоя, при этом она полностью заполняет пространство от вновь образованного забоя до верхних проемов 19 перемыч.<и, вместе с перемычкой порода создает дополнительный подпор вновь образованному забою, в котором породы начинают самопроизвольно разрушаться, Удержание каркасом 1 разрушенной взрывными работами породы и полное гашение ударной силы, возникающей при разрушении породы и ее отбросе от забоя выработки силами взрывчатого вещества сил инерции породы, позволяют остановить разрушенную в проектном сечении выработки породу, а, силы трения между кусками породы и стенками выработок — испольэовать для противодействия деформациям восстановления упругого последействия, возникающих на вновь образованном забое. Благодаря взаимодействию породного развала и перемычки соэда1490302 ется достаточный подпор для гашения сил, возникающих при самопроизвольном разрушении породы в начале выброса. При выбросе основное усилие породы и газа воспринимается породой и несжимаемой гидравлической системой, домкратов 10,12 и 13, надежным закреплением каркаса 1 по периметру выработки: в поперечной канавке 15 в почве центрального щита 2 и боковых щитов

5, в углублении 16 в кровле выдвижной секции 3 центрального щита 2, в углублениях 14 винтовыми домкратами

13 боковых щитов 5. Усилие выброса от!5 центрального 2 и боковых 5 щитов частично гасится гидравлической системой домкратов 12, винтовыми устройствами

13, частично передается на платформу 8 через шарнирное соединение 7, а окончательное гашение усилия происходит в гидравлической системе распорных домкратов 10, соединенных с платформами поворотными устрой,ствами 11, благодаря наличию шарнир- 25 ного соединения 7.

Когда разрушение затронет породы у проектного контура выработки, пространство между забоем и каркасом 1, создающим искусственный надежный под- 30 дор, полностью заполниться разрушенной породой и эа счет самоподпора выброс прекратится. Каркас 1 перемычки устанавливают на таком расстоянии от забоя, чтобы разрешение породы в ,выбросоопасном массиве произошло в пределах проектного контура на расчетную глубину по ходу проведения выработки, и порода, разрыхленная взрывом и выбросом, с учетом козффи- 40 циента раэрыхления максимально заполнила объем от забоя до перемычки.

Каркас 1 полностью перекрывает сечение выработки и для беспрепятственного выхода газа, выделяющегос в процессе выброса, предусмотренные проемы 18 с сеткой иэ металлических нанатов 19 предназначенные для удержания разрушенной выбросом породы.

Возможные изгибы конструкции во время восприятия усилия внезапного выброса породы и газа не преньппают предела упругой деформации конструкции, так как устойчивость и работоспособность перемычки обеспечиваетСя ее о расположением под углом 40-45 к оси выработки, которое позволяет основную составляющую силы выброса воспринимать несжимаемой гидравлической системой домкратов 12, боковых домкратов 13, распорных домкратов 10 и породой благодаря надежному закреп лению каркаса I по периметру выработки. После выполнения взрывных работ и проветривания выработки для демонтажа щитовой заградительной перемычки необходимо с пульта 20 управления тележку 9 подать немного вперед распорными домкратами IO, вытащить фиксаторы 4 и опустить вниз иэ углубления в кровле 16 выдвижную верхнюю секцию 3, освободить винтовые распорные устройства 13, т.е. вывести их из зацепления с лунками 14, с помощью поворотных устройств 11 убрать распорные домкраты 10 иэ лунок 17; центральным 7 и боковыми 12 подъемными домкратами освободить ниэ центрального щита 2 и боковых 5 от зацепления с поперечной канавкой в почве выработки 15; оттащить лебедкой или электровозом тележку 9, т.е. освободить центральный щит 2 и боковые 5 от породы; привести центральный щит 2 в транспортное горизонтальное положение центральным подъемным домкратом 7; боковыми подъемными домкратами 12 опустить боковые щиты 5, соединенными шарнирами 6 с центральным щитом 2, в транспортное положео ние, т.е. повернуть вниз на 90 относительно центрального щита 2 и ото транспортировать тележку 8 иэ забоя в специально отведенное место.

Остальные процессы проходческого цикла (погрузка породы, крепление и т.д.) производятся обычным порядком.

Формула изобретения

l. Перемычка для предотвращения выбросов угля, породы и газа в выработках, включающая транспортную тележку с ппатформой, заградительный каркас, выполненный из центрального и боковых щитов и установленные на платформе телескопические домкраты для поддержания заградительного каркаса, шарнирно соединенные одними концами с платформой, телескопические домкраты для распора перемычки в породы почвы выработки и амортизаторы, отличающаяся reM, что, с целью повышения надежности перемычки, заградительный каркас установлен под углом 40-50 к продоль 10

1490302 иг.

Составитель М.Гагулин

Редактор М.Келемеш Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 3673/36 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 ной оси платформы к ее центру, телескопические домкраты соединены другими концами со щитами заградительного каркаса посредством шарниров, при этом шарнирные соединения домкрата центрального щита расположены в центрах тяжести платформы и заградительного щита, шарнирные соединения домкратов боковых щитов расположены симметрично относительношарнирного соединения центрального щита, центральный и боковые щиты соединены между собой посредством шарниров, а домкраты для распора перемычки в породы соединены с транспортной тележкой посредством поворотных элементов.

2. Перемычка по п.1 о т л и ч а° 1 ю щ а я с я тем, что центральный щит снабжен выдвижной секцией с фиксатором, установленной в ее верхней час-!

:ти, для крепления в углублениях кров1О ли выработки.

3. Перемычка по пп.l и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что боковые. щиты снабжены винтовыми элементами для крепления в боковых стенках выработки,