Комплектно-агрегатная механизированная крепь для наклонных пластов

 

Использование: для подземной разработки наклонных пластов диагональным забоем. Сущность изобретения: комплектно-агрегатная механизированная крепь содержит секции, имеющие основания, перекрытия, защитное ограждение, направляющие балки, расположенные между секциями, связанные одним концом с конвейером, другим - с основаниями соседних секций посредством гидродомкратов передвижки, размещенных в направляющих балках. Каждая балка выполнена с выступом на заднем торце, расположенном относительно продольной оси конвейера со стороны острого угла, образованного продольными осями направляющей балки и конвейера. Каждое основание в передней части выполнено с симметричными скосами со стороны падения и восстания пласта относительно продольной оси основания секции. Скосы расположены под углом, аналогичным углу, образованному продольными осями направляющей балки и конвейера. Призабойная консоль каждого перекрытия может быть выполнена с такими же скосами. Каждая направляющая балка в задней части может иметь боковое барьерное ограждение, расположенное между секциями, от начала балки переменного в плане сечения до защитного ограждения секции крепи, причем в пространстве за выступом балки барьерное ограждение выполнено с зазором между ним и почвой пласта. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности. Объектом изобретения является комплектно-агрегатная механизированная крепь для наклонных пластов в системе комплексно-механизированных и автоматизированных очистных забоев при подземной разработке пластовых месторождений полезных ископаемых преимущественно угля.

Известна комплектно-агрегатная механизированная крепь, включающая секции, имеющие перекрытия с призабойными консолями, расположенные между секциями направляющие балки, передние концы которых шарнирно связаны с промежуточными балками конвейера, а задние с помощью гидродомкратов передвижки, размещенных в направляющих балках, с основаниями секций, расположенных по обе стороны направляющих балок, при этом промежуточные балки в горизонтальной плоскости расположены под углом к продольным осям направляющих балок и секций крепи, которые расположены ступенчато, шарниры связи направляющих балок с промежуточными балками выполнены вертикальными, а каждая направляющая балка выполнена с выступом на заднем торце, который относительно продольной оси промежуточной балки расположен со стороны острого угла, образованного продольными осями направляющей балки и промежуточной балки конвейера [1] В комплектно-агрегатной механизированной крепи секции крепи имеют перекрытие со сдвоенными элементами поджимной и призабойной консоли, которые по длине выполнены разновеликими и с одинаковым расстоянием до забоя по оси элементов и параллельными базовой части перекрытия или забою пласта.

Недостатком данной комплектно-агрегатной механизированной крепи является то, что если конвейер, его промежуточные балки, напpавляющие балки и перекрытия секций механизированной крепи с призабойными элементами имеют технические решения для повышения эффективности работы крепи на наклонных пластах с диагональным расположением очистного забоя на угол γ относительно направления падения пласта, то основания секций механизированной крепи не имеют технических решений, повышающих эффективность взаимодействия оснований с почвой пласта в пространстве между ними и конвейером. Кроме того, выполнение призабойной консоли перекрытия секции механизированной крепи со сдвоенными разновеликими элементами повышает сложность крепи, делает невозможным их использование в другом забое (правом, вместо левого, как показано на фиг. 1 и фиг. 3), а также снижает эффективность взаимодействия призабойной консоли перекрытия с неустойчивой кровлей, когда нужно осуществить опережающее относительно забой пласта крепление призабойной кровли.

Целью изобретения является повышение эффективности работы крепи на наклонных пластах за счет улучшения взаимодействия оснований секций с почвой пласта в пространстве между ними и конвейером и улучшения взаимодействия призабойных консолей перекрытий с неустойчивой кровлей при опережающем креплении призабойной кровли.

Предлагаемое устройство комплектно-агрегатной механизированной крепи наибольшим образом промышленно эффективно на наклонных пластах с неустойчивыми боковыми породами в системе комплексно-механизированных и автоматизированных очистных забоев с диагональным расположением очистного забоя относительно направления падения пласта.

Промышленная применимость предлагаемого устройства комплектно-агрегатной механизированной крепи для наклонных пластов реализована совокупностью признаков, при которых каждое основание секции крепи в передней части выполнено в плане со скосами со стороны падения и восстания пласта, причем скос со стороны падения пласта расположен под аналогичным углом, образованным продольными осями направляющей балки и конвейера, а скос со стороны восстания пласта симметричен скосу со стороны падения пласта относительно продольной оси основания секции. Призабойная консоль каждого перекрытия секции крепи со стороны забоя выполнена со скосами со стороны падения и восстания пласта, причем скос со стороны падения пласта расположен под аналогичным углом, образованным продольными осями направляющей балки и конвейера, а скос со стороны восстания пласта симметричен скосу со стороны падения пласта относительно продольной оси перекрытия секции.

На фиг. 1 изображена комплектно-агрегатная механизированная крепь для наклонных пластов, общий вид; на фиг. 2 направляющая балка, вид сверху; на фиг. 3 вид по стрелке А на фиг. 2; на фиг. 4 вид по стрелке В на фиг. 2, повернуто.

На фиг. 1 обозначено направление подвигания очистного забоя по простиранию α _пр; направление падения пласта α _пад; угол диагонального расположения очистного забоя γ относительно угла падения пласта α _пад.

Комплектно-агрегатная механизированная крепь для наклонных пластов с диагональным расположением забоя включает однотипные секции, имеющие основание 1, гидростойки 2, перекрытие 3 с призабойной консолью 4, защитное ограждение 5, связанное с перекрытием 3 и основанием 1, расположенные между секциями направляющие балки 6, передние концы которых шарнирно 7 связаны с конвейером 8, а задние с помощью гидродомкратов передвижки 9, размещенных в направляющих балках 6, с основаниями 1 секций, расположенных по обе стороны направляющих балок 6, при которых конвейер 8 в горизонтальной плоскости расположен под углом к продольным осям O-O и О₁-О₁ ступенчато расположенных секций крепи и направляющих балок 6, каждая из которых выполнена с выступом 10 на заднем торце, расположенным относительно продольной оси O₂-O₂ конвейера со стороны острого угла β, образованного продольными осями O₁-O₁ направляющей балки 6 и O₂-O₂ конвейера 8.

При этом каждое основание 1 секции крепи в передней части выполнено (в плане) со скосами 11 и 12 со стороны падения и восстания пласта, причем скос 11 со стороны падения пласта расположен под аналогичным углом, образованным продольными осями O₁-O₁ и O₂-O₂ направляющей балки 6 и конвейера 8, а скос 12 со стороны восстания пласта симметричен скосу 11 со стороны падения пласта относительно продольной оси O-O основания секции.

В комплектно-агрегатной механизированной крепи для наклонных пластов призабойная консоль 4 каждого перекрытия 3 секции крепи со стороны забоя выполнена со скосами 13 и 14 со стороны падения и восстания пласта, причем скос 13 со стороны падения пласта расположен под аналогичным углом β. образованным продольными осями O₁-O₁и O₂-O₂ направляющей балки 6 и конвейера 8, а скос 14 со стороны восстания пласта симметричен скосу 13 со стороны падения пласта относительно продольной оси O₃-O₃ перекрытия секции.

В комплектно-агрегатной механизированной крепи каждая направляющая балка 6 в задней части снабжена боковым барьерным ограждением 15, расположенным между секциями, от начала балки переменного (в плане) сечения 16 до защитного ограждения 5 секции крепи, причем в пространстве за выступом балки 10 барьерное ограждение 15 выполнено с зазором 17 между ним и почвой пласта 18. Шарниры 7 связи направляющих балок 6 с конвейером 8 могут быть вертикальными или иными.

Комплектно-агрегатная механизированная крепь для наклонных пластов функционирует следующим образом.

В исходном статическом положении секции механизированной крепи расперты между кровлей и почвой пласта и отстоях от конвейера 8 на величину шага передвижки. Секции крепи связаны между собой и с конвейером 8 по комплектно-агрегатному принципу через посредство гидродомкратов передвижения, размещенных в направляющих балках 6 по комплектному признаку и через направляющие балки 6 связанные с конвейером 8 по агрегатному признаку.

Выемочная машина, например, комбайн, перемещаясь по конвейеру 8, преимущественно снизу вверх, осуществляет выемку очередной полосы пластового полезного ископаемого, например угля.

При этом вследствие диагонального расположения очистного забоя на угол γ относительно направления падения пласта α _пад отбитый и погруженный уголь транспортируется конвейером вдоль очистного забоя к его нижней части. В случае отжима забоя пласта или его обрушения, а также возможного перекатывания кусков угля или породы по конвейеру, последние, перемещаясь по падению пласта, скатываются и прижимаются к забою пласта, резко снижая скорость перемещения, чем обеспечивается безопасность призабойного пространства при выемке ископаемых на наклонных пластах.

По мере перемещения комбайна секции механизированной крепи последовательно разгружаются, перемещаются к забою пласта и распираются между кровлей и почвой пласта. По мере передвижки всех секций осуществляется фронтальная выдвижка конвейера к забою по всей длине лавы.

Предлагаемое устройство комплектно-агрегатной механизированной крепи для наклонных пластов обеспечивает повышение эффективности комплексно-механизированных и автоматизированных очистных забоев с диагональным расположением забоя в условиях наклонных пластов с неустойчивыми боковыми породами.

Выполнение оснований секций механизированной крепи со скосами со стороны падения и восстания пласта в пространстве между основаниями и конвейером обеспечивает улучшение взаимодействия оснований секций с почвой пласта за счет уменьшения обнажений, лучшей их напpавленности и устойчивости при передвижении в сочетании с возможностью их использования в левом и правом очистном забое.

Выполнение призабойных консолей перекрытий секций механизированной крепи со скосами со стороны падения и восстания пласта в призабойной зоне обеспечивают улучшение взаимодействия призабойных консолей перекрытий секций с неустойчивой кровлей при опережающем креплении за счет уменьшения обнажений, внедрения заостренных и плане перекрытий в рыхлые породы кровли в том числе со скалыванием верхней пачки пласта и возможностью их использования в левом и правом очистном забое.

Снабжение направляющих балок боковыми барьерными ограждениями обеспечивает улучшение взаимодействия секций механизированной крепи с обрушенными породами массива и обеспечивает возможность двунаправленной схемы выемки наклонного пласта и крепления кровли при ступенчатом расположении секций крепи.

Формула изобретения

1. КОМПЛЕКТНО-АГРЕГАТНАЯ МЕХАНИЗИРОВАННАЯ КРЕПЬ ДЛЯ НАКЛОННЫХ ПЛАСТОВ, включающая однотипные секции, имеющие основание, гидростойки, перекрытие с призабойной консолью, защитное ограждение, связанное с перекрытием и основанием, расположенные между секциями направляющие балки, передние концы которых шарнирно связаны с конвейером, а задние с помощью гидродомкратов передвижки, размещенных в направляющих балках, - с основаниями секций, расположенных по обе стороны направляющих балок, при которых конвейер в горизонтальной плоскости расположен под углом к продольным осям ступенчато расположенных секций крепи и направляющих балок, каждая из которых выполнена с выступом на заднем торце, расположенным относительно продольной оси конвейера со стороны острого угла, образованного продольными осями направляющей балки и конвейера, отличающаяся тем, что каждое основание секции крепи в передней части выполнено в плане со скосами со стороны падения и восстания пласта, причем скос со стороны падения пласта расположен под аналогичным углом, образованным продольными осями направляющей балки и конвейера, а скос со стороны восстания пласта симметричен скосу со стороны падения пласта относительно продольной оси основания секции.

2. Крепь по п.1, отличающаяся тем, что призабойная консоль каждого перекрытия секции крепи со стороны забоя выполнена со скосами со стороны падения и восстания пласта, причем скос со стороны падения пласта расположен под аналогичным углом, образованным продольными осями направляющей балки и конвейера, а скос со стороны восстания пласта симметричен скосу со стороны падения пласта относительно продольной оси перекрытия секции.

3. Крепь по п.1, отличающаяся тем, что каждая направляющая балка в задней части снабжена боковым барьерным ограждением, расположенным между секциями, от начала балки переменного в плане сечения до защитного ограждения секции крепи, причем в пространстве за выступом балки барьерное ограждение выполнено с зазором между ним и почвой пласта.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4