Искусственная опора и способ их сооружения при отработке крутых пластов

 

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для управления кровлей при отработке крутых пластов. Изобретение характеризуется тем, что искусственная опора, включающая настил и закладочный материал, уложенный на него, снабжена двумя фиксирующими узлами. Каждый из них выполнен в виде направляющей втулки с прорезью по всей длине, жестко прикрепленного к ней хомута с конусом, нескольких пар шарнирных рычагов, одни концы которых закреплены непосредственно на направляющей втулке, другие на ползунах, перемещающихся по втулке с упором через шайбу на настил. Настил выполнен из двух клиновидных оснований, неподвижного нижнего переменной высоты и верхнего, размещенного с возможностью перемещения относительно нижнего, в котором через расположенные в нижней части на краях отверстия пропущены два каната. Диаметр отверстий основания больше внешнего диаметра ползуна и меньше внешнего диаметра шайбы. Отверстия основания со стороны, противоположной установке фиксирующего узла, выполнены с фаской. Способ сооружения искусственных опор при отработке крутых пластов включает возведение рядов настилов по простиранию пласта в шахматном порядке и укладку на них закладочного материала. Настил возводят длиной, равной или кратной величине шага перемещения крепи, с зазором между кровлей пласта, меньшим размера кусковатого закладочного материала. Одновременно с укладкой закладочного материала нижнее основание настила удерживают канатами, а верхнее перемещают под действием веса закладочного материала до упора с кровлей пласта, после чего канаты извлекают. Закладку и извлечение канатов осуществляют с отставанием от линии очистного забоя на один ряд. Благодаря такому решению повышается безопасность работ и осуществляется возможность сооружения искусственных опор без присутствия людей в очистном забое. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для управления кровлей при отработке крутых пластов.

Известно устройство для установки крепи в очистных забоях, включающее монтажный канат и узел соединения каната с блоком крепи, при этом узел соединения выполнен в виде размещенных в сквозных отверстиях крепей с расточкой на концах монтажно-демонтажных пробок, составленных из сегментов и взаимодействующих с ними упоров, закрепленных на канате по его длине [1].

Однако узел соединения упора с канатом ненадежен в условиях больших нагрузок со стороны основания опоры и дополнительной пригрузки от закладочного материала.

Известен способ сооружения искусственных опор при отработке крутых пластов, взятый в качестве прототипа, включающий возведение оснований по простиранию пласта на всю его мощность и укладку закладочного материала на основания, которые возводят в шахматном порядке, при этом закладочный материал укладывают путем его гравитационного перемещения с вышележащего на нижележащее основание до образования на всех основаниях пирамид из закладочного материала [2].

Однако при использовании данного способа возникает необходимость в присутствии рабочих очистного забоя в призабойном пространстве по возведению оснований для закладочного материала, что снижает безопасность работ и исключает осуществление данного способа в условиях выемки угольных пластов без присутствия людей в очистном забое.

Задачей настоящего изобретения является повышение безопасности работ и возможность сооружения искусственных опор без присутствия людей в очистном забое.

Задача решается тем, что искусственная опора, включающая настил и закладочный материал, уложенный на него, снабжена двумя фиксирующими узлами, каждый из которых выполнен в виде направляющей втулки с прорезью по всей длине, жестко прикрепленного к ней хомута с конусом, нескольких пар шарнирных рычагов, одни концы которых закреплены непосредственно на направляющей втулке, другие на ползунах, перемещающихся по втулке с упором через шайбу на настил, выполненный из двух клиновидных оснований, неподвижного нижнего переменной высоты и верхнего, размещенного с возможностью перемещения относительно нижнего, в котором через расположенные в нижней части на краях отверстий пропущены два каната, при этом диаметр отверстий основания больше внешнего диаметра ползуна и меньше внешнего диаметра шайбы, а отверстия основания со стороны. противоположной установке фиксирующего узла, выполнены с фаской.

Способ сооружения искусственных опор при отработке крутых пластов, включающий возведение рядов настила по простиранию пласта в шахматном порядке и укладку на него закладочного материала, отличающийся, тем, что настил возводят длиной, равной или кратной величине шага перемещения призабойной крепи, с зазором между кровлей пласта, меньшим размера кусковатого закладочного материала, при этом одновременно с укладкой закладочного материала нижнее основание настила удерживают канатами, а верхнее перемещают под действием веса закладочного материала до упора с кровлей пласта, после чего канаты извлекают, причем закладку и извлечение канатов осуществляют с отставанием от линии очистного забоя на один ряд.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана конструкция фиксирующего узла с канатом, а также нижнее и верхнее основание настила, на фиг. 2 показана схема расположения искусственных опор и призабойной крепи в очистном забое, на фиг. 3 показано нижнее и верхнее основание настила в сечении А-А, с закладочным материалом.

Искусственная опора содержит: нижнее 1 основание с отверстиями 2 и фаской 3, верхнее основание 4, канат 5, направляющую втулку 6 с прорезью 7, хомут 8 с конусом 9, несколько пар шарнирных рычагов 10, 11, ползун 12, ось 13, шайбу 14, 15 - вентиляционный штрек, 16 - откаточный штрек, 17 - лебедка, 18 - механизированная пневматическая крепь, 19 - закладочный материал (породная пирамида), 20 - настил, 21 - пневмобаллоны, 22 - линия очистного забоя.

Способ сооружения искусственных опор осуществляется следующим образом из вентиляционного штрека 15 к откаточному штреку 16 по падению пласта, опускают настил, состоящий из двух оснований 1 и 4. Нижнее основание может быть, например, выполнено из нескольких деревянных стоек в виде шпал, уложенных в несколько рядов и друг на друга по высоте, в зависимости от мощности пласта выполненных по форме клина и скрепленных между собой с помощью металлических скоб. Верхняя часть основания также может быть выполнена в виде деревянных клиньев, уложенных на нижнее перпендикулярно длинной стороне нижнего основания и скрепленного с ним при помощи металлических скоб. Нижнее и верхнее основания 1 и 4 опускают вместе с помощью лебедки 17 под действием собственного веса и двух канатов 5, пропущенных через сквозные отверстия 2, расположенные в нижней части нижнего основания 1. Нижнее основание 1 фиксируют по длине каната с помощью фиксирующего узла, выполненного из направляющей втулки 6 с прорезью 7, хомута 8 с конусом 9, жестко прикрепленных к втулке, нескольких пар шарнирных рычагов 10, 11, одни концы которых шарнирно закреплены к направляющей втулке 6, а другие шарнирно соединены с ползуном 12, свободно перемещающимся по направляющей втулке 6, причем оба рычага шарнирно соединены друг с другом осью 13, при этом ползун 12 взаимодействует с нижним основанием 1 посредством шайбы 14, внутренний диаметр которой меньше внешнего диаметра ползуна, а диаметр ползуна меньше диаметра отверстия 2 нижнего основания 1. Основание ориентируют таким образом, чтобы длинная сторона была параллельна линии простирания пласта, а длину основания "L"" принимают равной или кратной величине шага перемещения крепи "Z". После спуска одного ряда оснований до настила 20, размещенного у откаточного штрека 16, к нему вплотную опускают другой ряд, причем основания располагают по падению пласта в шахматном порядке. После установки оснований 1 и 4 из вентиляционного штрека 15 на них направляют закладочный материал 19, который, воздействуя на верхнее основание 4, перемещает его по падению пласта по неподвижному основанию 1 и расклинивает нижнее и верхнее основания 1 и 4 между кровлей и почвой пласта, причем закладочный материал подают на второй ряд настилов от линии очистного забоя 22. На основаниях закладочный материал, скапливаясь, образует опору в виде породной пирамиды 19. По мере поступления закладочного материала на основания 1 и 4 c превышением угла естественного откоса сыпучего материала частицы будут скатываться вниз по падению пласта на настил 20, уложенный на пневмобаллоны 21, установленные на сопряжении с откаточным штреком 16. Таким образом, в выработанном пространстве лавы образуются опоры из закладочного материала в виде пирамиды 19, которые и будут воспринимать на себя давление пород вышележащей толщи. После чего с помощью лебедки 17, расположенной на откаточном штреке 16, на канаты 5 второго ряда от линии очистного забоя 22 воздействуют усилием в сторону откаточного штрека 16, в результате чего конус 9 войдет в отверстие 2 с фаской нижерасположенного нижнего основания 1. Шарнирные рычаги 10, 11, соприкасаясь со стенками отверстий 2, будут складываться, перемещая ползун по направляющей втулке 6. В результате чего фиксирующий узел свободно проходит через отверстия 2 нижнего основания 1 и канаты 5 извлекаются на откаточный штрек 16. Операции повторяются.

Таким образом, предлагаемый способ и устройство сооружения искусственных опор позволит повысить безопасность работ, упростить монтаж и демонтаж оснований для возведения закладочного материала, осуществить все операции по управлению кровлей без присутствия людей в очистном забое.

Источники, принятые во внимание 1. А. С. N 1211417, М Кл. E 21 D 23/00, 1986, N 6.

2. Овчаренко Г.В. Технологические процессы выемки угольных пластов без постоянного присутствия людей в очистном забое (Учебное пособие).- Л., 1990, с. 74-75.

Формула изобретения

1. Искусственная опора, включающая настил и закладочный материал, уложенный на него, отличающаяся тем, что опора снабжена двумя фиксирующими узлами, каждый из которых выполнен в виде направляющей втулки с прорезью по всей длине, жестко прикрепленного к ней хомута с конусом, нескольких пар шарнирных рычагов, одни концы которых закреплены непосредственно на направляющей втулке, а другие на ползунах, перемещающихся по втулке с упором через шайбу на настил, выполненный из двух клиновидных оснований, неподвижного нижнего переменной высоты и верхнего, размещенного с возможностью перемещения относительно нижнего, в котором через расположенные в нижней части на краях отверстия пропущены два каната, при этом диаметр отверстий основания больше внешнего диаметра ползуна и меньше внешнего диаметра шайбы, причем отверстия основания со стороны, противоположной установке фиксирующего узла, выполнены с фаской.

2. Способ сооружения искусственных опор при отработке крутых пластов, включающий возведение рядов настилов по простиранию пласта в шахматном порядке и укладку на них закладочного материала, отличающийся тем, что настил возводят длиной, равной или кратной величине шага перемещения крепи, с зазором между кровлей пласта, меньшим размера кусковатого закладочного материала, при этом одновременно с укладкой закладочного материала нижнюю часть основания удерживают канатами, а верхнюю перемещают под действием веса закладочного материала до упора с кровлей пласта, после чего канаты извлекают, причем закладку и извлечение канатов осуществляют с отстаиванием от линии очистного забоя на один ряд.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3