Агрегат для крутых пластов

 

Использование: при выемке угля из крутых пластов с креплением призабойного пространства мехкрепью. Сущность изобретения: агрегат содержит однотипные секции, связанные гидродомкратами передвижки с базовой балкой, и механизмы стабилизации вертикального положения конвейероструга, каждый из которых имеет опору с направляющей, параллельной базовой балке, и шарнирно прикрепленный к ним двухзвенник, связанный с гидроцилиндром качания. Второй конец звена, связанного с балкой конвейероструга, установлен подвижно в направляющей, а средней частью шарнирно соединен с другим звеном двухзвенника. 3 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для комплексной механизации выемки угля, крепления призабойного пространства и управления горным давлением на пластах крутого падения.

Известен агрегат АКД2 (АКД2Р), включающий механизированную крепь с конвейеростругом, содержащую линейные секции, перекрытия которых размещаются между хвостовиками базовой балки, расположенной у забоя и прижатой к кровле качающимися забойными стойками. Звенья базовой балки и перекрытия секций соединены гидродомкратами передвижения. Забойные и посадочные гидростойки связаны со стороны почвы с основаниями. Продольная силовая связь перекрытий секций с основаниями обеспечивалась плоскими ромбическими многозвенниками. Боковая устойчивость секций от опрокидывания по падению пласта обеспечивалась ромбическими многозвенниками, шарнирно связанными со стороны кровли с хвостовиками базовой балки, а со стороны почвы с основаниями секций. Завальное ограждение секций крепи выполнено из двух шарнирно связанных между собой щитков. Звенья базовой балки соединялись друг с другом стыковыми болтами, а базовая балка в целом стягивалась по продольной оси с помощью цепи и гидродомкратов, расположенных по ее концам и закрепленных на перекрытиях концевых секций крепи. Конвейероструг кинематически связан с базовой балкой с помощью рычагов и гидродомкратов, сообщающих конвейеростругу качательное движение по мощности пласта. Удержание конвейероструга от смещения по падению пласта под действием собственного веса и возможных нагрузок обеспечивалось подвеской нижнего конца балки конвейероструга на цепях к базовой балке крепи [1] Сложность конструкции известного агрегата АКД2 (АКД2Р) подтверждается следующими недостатками: закрепление конвейероструга на базовой балке у кровли привело к тому, что конвейероструг всегда находился в подвешенном состоянии над призабойным пространством, а его консольная подвеска с помощью рычагов и гидродомкратов к базовой балке на большом пролете создает большие стягивающие усилия под действием его собственного веса и возможных нагрузок от усилий резания, что ведет к недостаточному обеспечению продольной устойчивости конвейероструга и затрудняет обеспечение боковой устойчивости секций и крепи в целом, а также загромождает призабойное пространство крепи и создаются трудности в выполнении конструкции забойного ограждения для предотвращения попадания отбитого угля в призабойное пространство крепи, что выразилось в отсутствии забойного ограждения; трудоемкое и небезопасное техническое решение по обеспечению продольной устойчивости конвейероструга, связанное с подвеской нижнего конца направляющей балки конвейероструга на цепях к базовой балке крепи с помощью ручной тали для удержания конвейероструга от смещения по падению пласта под действием собственного веса и возможных нагрузок; невозможность создания дополнительных усилий для прижатия базовой балки (с хвостовиками) к кровле при работающем конвейероструге.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является механизированный комплекс для крутых пластов, включающий однотипные секции, соединенные между собой телескопическими связями и гидродомкратами передвижения, конвейероструг, установленный на опорной балке, связанный с устройствами качания, закрепленную на секциях телескопическую направляющую, выполненную из шарнирно соединенных звеньев, механизмы подачи на забой, имеющие гидродомкраты, причем устройства качания закреплены на опорной балке, которая снабжена механизмами стабилизации вертикального положения, выполненными в виде шарнирных многозвенников, а каждый механизм подачи на забой выполнен в виде рамы, на которой вертикально установлены гидростойки и параллельно телескопической направляющей силовой телескоп, корпус которого посредством тяги шарнирно связан с захватом, в котором подвижно установлена телескопическая направляющая, при этом гидродомкрат связан с корпусом и выдвижным элементом силового телескопа, а выдвижные элементы силовых телескопов прикреплены к концам опорной балки [2] Сложность конструкции известного механизированного комплекса для крутых пластов подтверждается следующими его недостатками: созданием большого пролета между грудью забоя и забойным рядом гидростоек крепи из-за необходимости установки конвейероструга, связанного с устройствами качания и механизмами стабилизации вертикального положения на опорной балке, что способствует увеличению нагруженности крепи комплекса и его загромождению; закрепление опорной балки с установленным на ней конвейеростругом в двух точках к выдвижным элементам силовых телескопов механизмов подачи, что ведет при диагональном расположении работающего конвейероструга к возможности деформации на излом выдвижных частей относительно корпуса силовых телескопов, что приводит к увеличению их веса. При этом попадание твердых включений в угле по длине забоя приведет к изгибу работающего конвейероструга с опорной балкой, так как она по своей длине не имеет в плоскости пласта рассредоточенных дополнительных усилий в виде подпора ее со стороны гидродомкратов передвижки секций крепи или другой опоры; отсутствие забойного ограждения, что ведет к проникновению отбитого перепускаемого вдоль забоя угля в призабойное пространство; низкая производительность комплекса по добыче угля из-за увеличения времени на посекционную последовательную передвижку крепи.

Цель изобретения упрощение конструкции агрегата для выемки крутых пластов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном агрегате (комплексе), включающем однотипные секции с гидродомкратами передвижения, базовую балку, состоящую из звеньев, механизмы стабилизации вертикального положения конвейероструга, содержащие опоры, шарнирно закрепленные к ним звенья двухзвенников, которые связаны с гидроцилиндрами качания, а другие звенья двухзвенников шарнирно соединены одними концами с балкой конвейероструга, каждая опора выполнена с направляющей, параллельной базовой балке, а второй конец звена, связанного с балкой конвейероструга, установлен подвижно в направляющей, а средней частью шарнирно соединен с другим звеном двухзвенника, при этом механизмы стабилизации вертикального положения конвейероструга расположены параллельно оси базовой балки, на которой шарнирно установлены гидроцилиндры качания, причем гидродомкраты передвижения соединены со звеньями базовой балки.

На фиг. 1 показан предлагаемый агрегат для крутых пластов; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 вид по стрелке Б на фиг.1.

Агрегат для крутых пластов содержит конвейероструг 1 и механизированную крепь, состоящую из однотипных секций 2, включающих гидростойки 3, верхние концы которых соединены с перекрытиями 4, а нижние с основаниями 5, расположенными в проемах 6 звеньев 7 базовой балки 8, имеющих кронштейны 9 и связанных между собой стягивающей цепью 10, ограждения 11 с вертикальной раздвижностью, состоящих из оградительных щитков 12, расположенных с нахлесткой друг на друга и связанных между собой посредством шарнирных ромбических многозвенников 13, которые закреплены на горизонтальных 14 элементах нижних Г-образных щитков 15 ограждения 11, дополнительно снабженных приводными гидродомкратами 16 и шарнирными многозвенниками 17 с горизонтальной раздвижностью, которые одним концом связаны с кронштейнами 9, а другим с вертикальными 18 элементами Г-образных щитков 15, нижние 19 гидродомкраты передвижения, шарнирно соединенные со звеньями 7 базовой балки 8 и основаниями 5, верхние 20 гидродомкраты передвижения, шарнирно соединенные с перекрытиями 4 и ограждениями 11, цилиндры которых имеют защитные кожухи 21, проходящие через направляющие хомуты 22 перекрытий 4. Защитные кожухи 21 имеют возможность продольного перемещения в отверстиях направляющих хомутов 22. Нижние гидродомкраты 19 передвижения также могут иметь защитные кожухи и соединены со звеньями 7 базовой балки 8. Стыки между ограждениями соседних секций перекрываются с помощью боковых щитков.

Механизмы 23 стабилизации вертикального положения конвейероструга 1 расположены параллельно оси базовой балки 8 и содержат опоры 24, выполненные в виде жестких щитков, шарнирно прикрепленные к ним звенья 25 и 26 двухзвенников 27, которые связаны с гидроцилиндрами 28 качания, а другие 26 звенья двухзвенников 27 шарнирно соединены одними концами с балкой 29 конвейероструга 1. При этом каждая опора 24 выполнена с направляющей 30, параллельной базовой балке 8, а второй (другой) конец звена 26, связанного с балкой 29 конвейероструга 1, установлен подвижно в направляющей 30, а средней частью шарнирно соединен с другим звеном 25 двухзвенника 27, причем на базовой балке 8 шарнирно установлены гидроцилиндры 28 качания.

Работа агрегата для выемки крутых пластов происходит в следующей последовательности.

В исходном положении, перед началом цикла выемки угля, все секции 2 механизированной крепи подтянуты к базовой балке 8 и расперты, ограждения 11 находятся в придвинутом к базовой балке 8 положении со стороны выработанного пространства и подбучены обрушенными или закладочными породами по всей длине лавы, которые также обеспечивают поддержание пород кровли за крепью в этом положении. При изменении высоты секций крепи раздвижка ограждения 11 осуществляется за счет привязки верхних концов шарнирных многозвенников 13 к верхним частям ограждений 11, связанными шарнирно с перекрытиями 4 посредством верхних 20 гидродомкратов передвижения, цилиндры которых имеют защитные кожухи 21, проходящие через направляющие хомуты 22 перекрытий 4. Защитные кожухи 21 имеют возможность продольного перемещения в отверстиях направляющих хомутов 22. Боковая устойчивость секций крепи обеспечивается за счет кинематической связи их перекрытий 4 с системой ограждения 11, обладающей достаточной боковой жесткостью.

При расположении конвейероструга 1 у почвы производится его зарубка в забой на глубину до 250 мм путем фронтальной подачи базовой балки 8 по всей длине лавы (однако не исключается и передвижение "волной") и затем за счет гидроцилиндров 28 качания конвейероструга 1 в сторону кровли на открытую (обнаженную) поверхность производится обработка пласта на всю его мощность на глубину заходки. При этом устойчивость от усилий резания (продольная устойчивость конвейероструга) и плоскопараллельное движение конвейероструга в вертикальной плоскости (боковая устойчивость) обеспечивается двухзвенниками 27 механизмов 23 стабилизации, передающих опрокидывающие усилия на базовую балку, которая прижимается к почве за счет усилий распора в гидроцилиндрах 28 качания конвейероструга 1, а боковая устойчивость его при зарубке у почвы пласта возможна за счет опирания балки 29 конвейероструга 1 на звенья 7 базовой балки 8 по длине крепи агрегата. Фронтальная подача базовой балки 8 на забой производится с помощью нижних 19 гидродомкратов передвижения, подтягивающихся к распертым секциям 2 крепи, и приводных гидродомкратов 16, отталкивающихся от ограждений 11, которые при этом производят принудительное уплотнение обрушенных или закладочных пород. Уплотнению обрушенных или закладочных пород путем перемещения в сторону выработанного пространства ограждений 11 также способствуют верхние 20 гидродомкраты передвижения, которые при этом отталкиваются от распертых секций крепи. Для этого верхние гидродомкраты 20 передвижения выполняются с ходом, равным сумме шага h передвижения крепи и шага h_у уплотнения обрушенных или закладочных пород. Таким образом, одновременно с фронтальной подачей базовой балки 8 на шаг передвижки крепи с использованием дополнительных усилий передвижения от отталкивания от обрушенных или закладочных пород происходит их принудительное уплотнение на величину шага уплотнения. В случае, если при передвижке ограждений 11 в сторону выработанного пространства не будет достигнута желательная степень уплотнения обрушенных или закладочных пород, операция уплотнения может быть повторена несколько раз при неподвижной базовой балке 8 с дополнительной подачей закладочного материала после каждого подтягивания ограждений 11. После окончания подачи базовой балки 8 на шаг передвижки крепи ограждения 11 оказываются передвинутыми в сторону выработанного пространства на шаг уплотнения.

Далее при качании конвейероструга 1 без подачи базовой балки 8 осуществляется дополнительная зачистка забоя и принудительная транспортировка разрушенного угля по падению пласта (в случае необходимости) за счет движения нижней ветви конвейероструга в сторону падения. Затем аналогичным образом производится выемка второй (в случае необходимости и третьей) заходки конвейероструга 1 до окончания выемки полосы пласта шириной 500 мм.

При движении ограждений 11 в сторону выработанного пространства относительно перекрытий 4 распертых секций и звеньев 7 базовой балки защитные кожухи 21 верхних гидродомкратов 20 передвижения перемещаются в отверстиях направляющих хомутов 22, укрепленных на перекрытиях 4, чем обеспечивается защита штоков гидродомкратов от изгибающих нагрузок и возможность изменения вертикальной раздвижки ограждений 11 в соответствии с изменениями высоты секций крепи при колебаниях мощности вынимаемого пласта.

Направленность передвижения нижних Г-образных щитков 15 ограждений 11 обеспечивается при этом за счет шарнирных многозвенников 17 с горизонтальной раздвижностью, соединенных одним концом с кронштейнами 9 на звеньях 7 базовой балки 8, а другим с вертикальными 18 элементами Г-образных щитков 15.

По окончании выемки угля и уплотнения обрушенных или закладочных пород производится фронтальное подтягивание ограждений 1 к базовой балке 8 с помощью верхних гидродомкратов 20 передвижения и приводных гидродомкратов 16 с одновременным перемещением обрушенных или подачей закладочных пород в отработанную полосу выработанного пространства. Затем производятся по фронтально-групповой схеме передвижение с подпором секций крепи (наиболее целесообразно каждой третьей) к забою путем отталкивания верхних 20 и нижних 19 гидродомкратов передвижения от неподвижной базовой балки 8 с закрепленными на ней ограждениями 11 в условиях статического поддержания пород кровли в выработанном пространстве подбученными обрушенными или закладочными породами. Следует отметить, что в предлагаемом агрегате передвижение секций крепи происходит в облегченных условиях, практически без нарушения состояния обрушенных пород или закладочного массива в выработанном пространстве, т.е. при минимальной конвергенции боковых пород. После окончания передвижки секций крепи производится их распор. Этим заканчивается цикл работы агрегата.

Формула изобретения

АГРЕГАТ ДЛЯ КРУТЫХ ПЛАСТОВ, включающий однотипные секции с гидродомкратами передвижения, базовую балку, состоящую из звеньев, механизмы стабилизации вертикального положения конвейероструга, содержащие опоры, шарнирно закрепленные к ним звенья двухзвенников, которые связаны с гидроцилиндрами качания, а другие звенья двухзвенников шарнирно соединены одними концами с балкой конвейероструга, отличающийся тем, что каждая опора выполнена с направляющей, параллельной базовой балке, а второй конец звена, связанного с балкой конвейероструга, установлен подвижно в направляющей, а средней частью шарнирно соединен с другим звеном двухзвенника, при этом механизмы стабилизации вертикального положения конвейероструга расположены параллельно оси базовой балки, на которой шарнирно установлены гидроцилиндры качания, причем гидродомкраты передвижения соединены со звеньями базовой балки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3