Механизированная крепь для разработки мощных крутопадающих месторождений

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для разработки мощных крутопадающих месторождений под гибким перекрытием. Обеспечивает надежное управление кровлей в выработанном пространстве по длине очистного забоя на мощном крутопадающем месторождении при изменяющейся мощности рудного тела за счет возможности изменения расстояния между секциями крепи. Сущность: крепь состоит из гибкого перекрытия, секций, имеющих забойную и завальную части и включающих основание, поддерживающее и оградительное перекрытия, гидростойки, гидродомкрат передвижения, боковые щиты поддерживающего и оградительного перекрытий, выдвижные при помощи гидродомкратов, и снабжена гибким перекрытием. Её секции попарно соединены между собой гидроцилиндрами, шарнирно закрепленными на основаниях этих секций соответственно с забойной и завальной их частей с возможностью силового взаимодействия для изменения расстояния между секциями при изменении длины забоя, соответствующей мощности рудного тела. 5 ил.

 

Техническое решение относится к горному делу и может быть использовано для разработки мощных крутопадающих кимберлитовых месторождений под гибким перекрытием.

Известна механизированная крепь УКП 5 (Машины и оборудование шахт и рудников. Справочник, С.Х.Клорикьян, В.В.Старичнева, М.А.Сребный и др. М.: Издательство Московского государственного горного университета. - 1994, с.71) оградительно-поддерживающего типа, состоящая из секций, включающих основание и оградительное перекрытие, связанные друг с другом соединителем, гидростойки, козырек телескопический, выдвигаемый с помощью гидродомкрата. Устройство для передвижения секции состоит из направляющей балки и гидродомкрата передвижения. От сползания во время передвижки секция удерживается направляющей балкой и боковым упором основания на соседнюю секцию, а от бокового крена - выдвижным из оградительного перекрытия гидроподжимным щитом.

Недостатком данной конструкции является невозможность регулирования расстояния между основаниями секций механизированной крепи при изменяющейся мощности рудного тела, что не позволит обеспечить надежное управление кровлей, и она не предназначена для работы под гибким перекрытием.

Кроме того, известна механизированная крепь по а.с. СССР №443996, E 21 d 23/00, опубл. в БИ №35, 1974, состоящая из базовой балки и секций, каждая из которых включает основание, оградительно-поддерживающий щит с люком, спинку, гидростойки и машину для плетения полос гибкого перекрытия. К базовой балке посредством шарниров прикреплены салазки, каждые из которых соединены рычагами со спинкой оградительно-поддерживающего щита секции.

Недостатком данной конструкции является то, что в механизированной крепи, работающей под гибким перекрытием, не предусмотрена раздвижка секций между собой, поэтому ее невозможно применять при отработке кимберлитовых месторождений с переменной мощностью рудного тела.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является механизированная крепь Ml44 (Машины и оборудование шахт и рудников. Справочник. С.Х.Клорикьян, В.В.Старичнева, М.А.Сребный и др. М.: Издательство Московского государственного горного университета. - 1994, с.63-64) поддерживающе-оградительного типа, соединенная с забойным конвейером с помощью гидродомкратов для передвижки секций и конвейера. Секции механизированной крепи включают четыре гидростойки, попарно установленные под поддерживающей и оградительной частями перекрытия. Боковые выдвижные из перекрытия с помощью гидродомкратов щиты, имеющиеся как у поддерживающей, так и у оградительной части перекрытия, защищают рабочее пространство лавы от проникновения пород кровли и обрушенных пород и выравнивают секции.

Недостатком данной конструкции является то, что она имеет весьма ограниченные возможности для изменения длины забоя, поэтому при изменении мощности рудного тела невозможно увеличить расстояние между секциями механизированной крепи и, следовательно, обеспечить надежное управление кровлей, и механизированная крепь не предназначена для работы под гибким перекрытием.

Технической задачей предлагаемого решения является надежное управление кровлей в выработанном пространстве по длине очистного забоя на мощном крутопадающем месторождении при изменяющейся мощности рудного тела за счет возможности произвольного изменения расстояния между секциями крепи при изменении длины забоя, соответствующей изменению мощности рудного тела.

Поставленная задача достигается тем, что механизированная крепь для разработки мощных крутопадающих месторождений, состоящая из секций, имеющих забойную и завальную части и включающих основание, поддерживающее и оградительное перекрытия, гидростойки, гидродомкрат передвижения, боковые щиты поддерживающего и оградительного перекрытий, выдвижные при помощи гидродомкратов, согласно техническому решению, снабжена гибким перекрытием, а ее секции попарно соединены между собой гидроцилиндрами, шарнирно закрепленными на основаниях этих секций соответственно с забойной и завальной их частей с возможностью силового взаимодействия для изменения расстояния между секциями при изменении длины забоя, соответствующей изменению мощности рудного тела.

Существенными отличиями решения являются следующие. Механизированная крепь снабжена гибким перекрытием, что позволяет защитить рабочее пространство от вывалов породы на всех этапах технологических операций, в том числе при передвижении указанных секций, обеспечивая надежное управление кровлей по длине очистного забоя.

Секции механизированной крепи попарно соединены между собой. Такое выполнение позволяет произвольно изменять расстояние между каждой из пар секций механизированной крепи, что упрощает схему раздвижки механизированной крепи при изменении мощности рудного тела и позволяет получать необходимую величину забоя в пределах конструктивно заданных размеров, например, увеличение механизированной крепи на 30% от ее длины.

Соединение секций между собой гидроцилиндрами, шарнирно закрепленными на основаниях этих секций соответственно с забойной и завальной их частей с возможностью силового взаимодействия для изменения расстояния между секциями при изменении длины забоя, соответствующей изменению мощности рудного тела, что позволяет избежать при передвижке секций появления сверхдопустимых усилий в гидродомкратах и перекосов, а также управлять траекторией движения, как секции, так и всей механизированной крепи. Таким образом, перемещение секций крепи вдоль лавы при удлинении или укорочении забоя осуществляется при помощи гидроцилиндров, соединяющих попарно основания секций, что позволяет перемещать секции вдоль забоя и конвейерной балки, увеличивая или уменьшая зазоры между парами секций, увеличивая или уменьшая тем самым длину поддерживаемой кровли.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения и чертежами, где:

на фиг.1 представлена принципиальная схема механизированной крепи для разработки мощных крутопадающих месторождений;

на фиг.2 - то же, разрез А-А;

на фиг.3 - схема передвижения пар секций механизированной крепи при изменении мощности рудного тела (первая стадия);

на фиг.4 - схема передвижения пар секций механизированной крепи при изменении мощности рудного тела (вторая стадия);

на фиг.5 - схема передвижения пар секций механизированной крепи при изменении мощности рудного тела (третья стадия).

Механизированная крепь для разработки мощных крутопадающих месторождений (далее крепь) состоит из гибкого перекрытия 1, выполненного, например, из бревен в три наката, секций 2 (фиг.2), имеющих забойную 3 и завальную 4 части (фиг.1) и включающих основание 5, поддерживающее 6 и оградительное 7 перекрытия, гидростойки 8.

Основание 5 соединено с балкой 9 (фиг.2) забойного конвейера 10 при помощи гидродомкратов 11 передвижения.

Секции 2 крепи попарно соединены между собой двумя гидроцилиндрами 12 (фиг.2), шарнирно закрепленными на основании 5 соответственно с забойной 3 и завальной 4 частей секции 2 с возможностью силового взаимодействия для изменения расстояния между секциями 2 (1) и 2 (11) (фиг.3) при изменении длины забоя (не показан), соответствующей изменению мощности рудного тела.

На оградительном 7 и поддерживающем 6 перекрытиях установлены боковые щиты (не показаны), выдвижные при помощи гидродомкратов (не показаны).

Механизированная крепь для разработки мощных крутопадающих месторождений работает следующим образом.

Добыча руды в забое ведется комбайном (комбайн не показан) на забойный конвейер 10 под защитой гибкого перекрытия 1 и крепи. После снятия комбайном очередной стружки кимберлитовой руды вслед за ним осуществляют последовательное передвижение конвейера 10 и секций 2 крепи на шаг, равный величине снятой стружки. Такая операция выполняется известным способом с помощью гидродомкратов 11 передвижения, соединяющих основание 5 секции 2 с балкой 9 конвейера 10. Гидродомкраты 11 передвижения сначала передвигают конвейер 10, а затем при пониженном давлении в гидростойках 8 - секции 2 крепи (фиг.2). В этот момент гидроцилиндры 12 при пониженном уровне давления в рабочих полостях не работают, а только отслеживают движение секций 2. По окончании передвижения во все перемещенные секции 2 крепи снова подается рабочее давление, и они распираются между почвой и кровлей через гибкое перекрытие 1.

При изменении мощности рудного тела возникает необходимость соответственного изменения длины забоя, для чего проводят перемещение секций 2 крепи при помощи гидроцилиндров 12, шарнирно закрепленных на основаниях этих секций 2 соответственно с забойной 3 и завальной 4 их частей с возможностью силового взаимодействия для изменения расстояния между секциями 2 при изменении длины забоя, соответствующей изменению мощности рудного тела.

Пример такого перемещения секций 2 (1) и 2 (11) показан на фиг.3, 4, 5. Когда при отработке слоя кимберлитовой руды происходит, например, увеличение мощности рудного тела, крайняя секция 2 (11) крепи находится на некотором расстоянии от края забоя (фиг.3). Чтобы передвинуть секции 2 (1) и 2 (11) крепи к краю забоя, во избежание провисания гибкого перекрытия 1 и вывалов обрушенных пород в забой, необходимо выполнить последовательное передвижение нескольких пар секций 2 (1) и 2 (11) (в зависимости от величины изменившейся мощности рудного тела).

В исходном положении секции 2 (1) и 2 (11) поддерживают кровлю, они расперты между почвой и кровлей через гибкое перекрытие 1. Для перемещения секции 2 (11) в ее гидростойках 8 снижают распор, подсоединив их к сливу, а в гидроцилиндры 12 подают рабочую жидкость под давлением. Секция 2 (11) гидроцилиндрами 12 передвигается на конструктивно заданную величину (фиг.4) и затем посредством гидростоек 8 снова распирается между почвой и кровлей через гибкое перекрытие 1 (фиг.5).

В дальнейшем в секции 2 (1) проводят такую же последовательность операций:

снижают распор в гидростойках 8, а в гидроцилиндры 12 подают под давлением рабочую жидкость и производят подтягивание секции 2 (1) к секции 2 (11) (фиг.5), после чего в гидростойки 8 секции 2 (1) вновь подают рабочую жидкость под давлением, и она распирается.

Каждую из пары секций 2 последовательно при пониженном распоре перемещают сначала первую от второй на новое место, а затем подтягивают вторую к первой. При этом восстанавливают после каждого движения соответствующей секции рабочее сопротивление в гидростойках 8 с целью обеспечения поддержания выработанного пространства. Возможность передвижения каждой пары секций 2 крепи позволяет упростить схему движения, поскольку можно произвольно менять расстояние между каждой из пар секций 2.

Минимальную длину крепь имеет, когда ее секции 2 располагаются друг от друга на минимально допустимом, конструктивно заданном расстоянии, а максимальную - когда расстояние между секциями 2 крепи в паре равно величине рабочего хода гидроцилиндра 12 и между парами секций 2 установлено максимально допустимое конструктивное расстояние. При необходимости во избежание провисания гибкого перекрытия 1 между секциями 2 крепи гидродомкратами (не показаны) выдвигают выдвижные боковые щиты (не показаны), установленные на поддерживающем 6 и оградительном 7 перекрытиях.

Таким образом, осуществляется уменьшение или увеличение общей длины крепи вдоль забоя, что позволяет при изменении мощности залегания рудного тела обеспечить надежное управление кровлей в выработанном пространстве.

Механизированная крепь для разработки мощных крутопадающих месторождений, состоящая из секций, имеющих забойную и завальную части и включающих основание, поддерживающее и оградительное перекрытия, гидростойки, гидродомкрат передвижения, боковые щиты поддерживающего и оградительного перекрытий, выдвижные при помощи гидродомкратов, отличающаяся тем, что она снабжена гибким перекрытием, а ее секции попарно соединены между собой гидроцилиндрами, шарнирно закрепленными на основаниях этих секций соответственно с забойной и завальной их частями с возможностью силового взаимодействия для изменения расстояния между секциями при изменении длины забоя, соответствующей изменению мощности рудного тела.