Способ и устройство для установки штрековой крепи
Настоящая группа изобретений относится к способу и устройству установки штрековой крепи параллельно проходке штрека проходческим комбайном избирательного действия. Техническим результатом является повышение производительности горных работ путем сокращения времени простоя проходческого оборудования за счет параллельного проведения крепления выработки. Способ установки штрековой крепи включает следующие этапы: позади режущего рабочего органа проходческого комбайна заготавливают свернутые в рулоны маты для затяжки выработки в двух поперечных плоскостях, лежащих одна за другой в продольном направлении выработки и смещенных одна относительно другой. Затем по времени параллельно проходке их разматывают внахлестку концами в продольном направлении выработки и сразу же подгоняют по породному массиву. При этом после полной размотки затяжек из матов эти рабочие операции последовательно повторяют соответственно длине проходки с новыми затяжками из матов. При этом на расстоянии от режущего рабочего органа устанавливают штрековую крепь, закрепляя затяжки из матов. Размотанные затяжки из матов подгоняют к породному массиву при помощи самодвижущегося манипулятора затяжек. Устройство для осуществления данного способа содержит не зависимый от проходческого комбайна передвижной манипулятор затяжек для их монтажа и подгонки к породному массиву позади режущего рабочего органа проходческого комбайна, включающего в двух лежащих одна за другой в продольном направлении выработки поперечных плоскостях разнесенные между собой вдоль периметра магазины матов. При этом магазины матов снабжены опорными или натягивающими автоматами, а манипулятор затяжек имеет регулятор высоты. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится, во-первых, к способу установки штрековой крепи параллельно проходке штрека проходческим комбайном.
Во-вторых, предметом изобретения является устройство для осуществления способа в соответствии с признаками ограничительной части п.5 формулы изобретения.
Из немецкого патента DE 2541534 А1 известен способ и устройство защиты штрековой выработки от обрушающегося угольного и породного материала, при этом материал для затяжки забирают из заготовленного на проходческой машине запаса, закладывают на кровлю и выкладывают соответственно проходке. Материал для затяжки запасают с передней стороны проходческой машины и протягивают вокруг находящегося перед распорно-натяжным устройством в направлении проходки места и параллельно висячему боку примерно по всей ширине распорно-натяжного устройства, закрепляют на распорно-натяжном устройстве на висячем боку и фиксируют за местом поворота при продвижении проходческой машины, при этом из запаса забирается обшивка, соответствующая длине проходки. Проходческая машина и распорно-натяжное устройство составляют одно целое. Поэтому защита штрековой выработки осуществляется всегда параллельно с проходкой. Перебои или задержка в защите выработки непременно сказываются отрицательно на производительности проходческих работ.
Из японской публикации JP 11036788 А известен бурильный туннелепроходческий комбайн, в котором материал для затяжки в виде матов запасают в соединенном с туннелепроходческим комбайном магазине и соответственно разматывают по мере продвижения туннелепроходческого комбайна. Затем маты для затяжки закрепляют анкерами.
Недостатком является то, что магазин материала для затяжки время от времени необходимо пополнять, причем это означает перебои в продвижении туннелепроходческого комбайна. То есть производительность проходки не может быть оптимальной.
Из уровня техники известно, что проходка подземной горной выработки или туннеля осуществляется при помощи проходческого комбайна независимо от установки крепи в пройденной выработке или туннеле (DE-AS 2361227 или DE-PS 2646496).
Скорость проходки горной выработки при использовании проходческого комбайна избирательного действия в значительной степени определяется скоростью установки крепи, как арочной крепи, так и рамной крепи. В этой связи до сих пор полностью не могла быть использована реальная мощность привода режущего органа проходческого комбайна избирательного действия, хотя процесс резки осуществляется параллельно с процессом установки крепи. Причина этого лежит в том, что из-за перемещения и настройки проходческого комбайна прерывается не только процесс резки, то также и процесс установки крепи. Далее, простой проходческого комбайна затягивается из-за процесса «монтажа затяжки».
Исходя из уровня техники, задача изобретения состоит в том, чтобы предложить способ и устройство для установки штрековой крепи параллельно с проходкой выработки проходческим комбайном избирательного действия, которые могут ограничить время простоев проходческого комбайна в принципе мерами по уходу и техобслуживанию.
Что касается решения части задачи, касающейся способа, то оно явствует из признаков п.1 формулы изобретения.
Сущность мероприятия согласно изобретению составляет то, что непосредственно позади режущего рабочего органа проходческого комбайна монтируется необходимая для безупречной штрековой крепи затяжка, которую подгоняют к обнаженному породному массиву в форме своего рода защитной оболочки. Таким образом, затем на расстоянии от режущего рабочего органа устанавливают соответствующую штрековую крепь посредством закрепления затяжки.
С этой целью непосредственно позади режущего рабочего органа проходческого комбайна в двух поперечных плоскостях, лежащих одна за другой в продольном направлении выработки, заготавливают несколько свернутых в рулон матов для затяжки. Рулоны матов в каждой из поперечных плоскостей располагаются на расстоянии друг от друга в направлении периметра выработки таким образом, что при размотке маты для затяжки во 2-ой поперечной плоскости перекрывают внахлестку по краям затяжку из матов, лежащую ближе к забою 1-ой поперечной плоскости. Таким образом покрывают всю обнаженную проходческим комбайном боковую поверхность выработки.
Соединение внахлестку затяжек из матов в направлении периметра рассчитывают согласно изобретению так, что всегда имеется достаточно большой промежуточный накопитель на тот случай, если, например, образовавшиеся по причине геотехнических неровностей увеличения боковой поверхности вызывают непланомерную вывалку рыхлого породного массива.
После размотки матов для затяжки, каждый из которых может составлять, например, приблизительно 20 метров в длину и от 1,5 до 2 метров в ширину, очередные маты для затяжки, свернутые в форме рулонов, в двух следующих одна за другой поперечных плоскостях в продольном направлении выработки со смещением по периметру соединяют, в свою очередь, с уже проложенными матами для затяжки и сразу же после размотки подгоняют по боковой стороне породного массива.
Изобретение делает возможным параллельное проведение работ по установке крепи с обычной арочной или рамной крепью и полной забутовкой, с набрызг-бетоном или анкернабрызг-бетоном, а также с передвижными крепежными секциями, такими как, например, защитное покрытие и передвижная опалубка, причем эти работы по установке крепи не требуют простоя проходческого комбайна.
Размотанные маты для затяжки подгоняются по породному массиву при помощи самодвижущегося манипулятора затяжек. Этот манипулятор затяжек обеспечивает безупречное прилегание матов для затяжки к породному массиву, так чтобы затем можно было без проблем установить соответствующую штрековую крепь.
Манипулятор затяжек может, кроме того, использоваться преимущественным образом для защиты призабойного пространства выше режущего рабочего органа, если, например, необходимо производить планомерные мероприятия по уходу и техобслуживанию проходческого комбайна.
Согласно признакам п.2 преимуществом является то, что уже уложенные затяжки из матов, которые также могут служить при определенных обстоятельствах основой для штрековой крепи, могут быть соединены концами внахлестку с новыми размотанными матами. Такое соединение может осуществляться лишь внахлестку или также за счет шовно-технического соединения следующих один за другим в продольном направлении выработки матов затяжек.
В соответствии с признаками п.3 маты для затяжки могут крепиться по породному массиву анкерной крепью.
Согласно признакам п.4 возможен также вариант, когда маты для затяжки крепятся по месту при помощи секционной крепи (арочная крепь, рамная крепь).
Независимо от того, возводится ли анкерная крепь или штрековая крепь крепежными секциями, эти меры по установке крепи опять же могут осуществляться независимо от проходческого комбайна передвижными в продольном направлении выработки рабочими полками.
Решение по другой части предмета изобретения отражено в признаках п.5.
Это устройство согласно изобретению отличается независимым от проходческого комбайна передвижным в продольном направлении манипулятором затяжек. Этот манипулятор затяжек включает в двух лежащих одна за другой в продольном направлении выработки поперечных плоскостях разнесенные между собой в направлении периметра магазины матов для приема свернутых в рулоны матов для затяжки. При этом магазины матов в 1-ой поперечной плоскости смещены относительно магазинов матов во 2-ой поперечной плоскости.
Манипулятор затяжек следует непосредственно позади режущего рабочего органа проходческого комбайна. Маты для затяжки разматывают из магазинов матов и они сразу же подгоняются манипулятором затяжек по обнаженной боковой поверхности породного массива. Таким образом по периметру создают безопасный участок в виде защитной оболочки, которая позади манипулятора затяжек может быть использована для того, чтобы должным образом установить соответствующую штрековую крепь, закрепив затяжку на породном массиве.
Магазины матов снабжены опорными или распорными автоматами для затяжек из матов.
Чтобы установить и подогнать должным образом маты для затяжки на боковой поверхности породного массива, предусмотрено, что манипулятор затяжек регулируется по высоте. При помощи регулятора высоты в средней зоне по длине каждого магазина матов при размотке создается определенный интервал между матами для затяжек и боковой поверхностью породного массива. Вследствие того, что маты для затяжки проходят, например, в арочной крепи по хорде относительно боковой поверхности, то затем при помощи опорных и распорных автоматов каждого магазина матов создается определенное предварительное натяжение для установки в дальнейшем штрековой крепи.
Регулировка по высоте взаимосвязана согласно п.6 с датчиками расстояния, например в виде лазерных сенсоров. При помощи этих датчиков расстояния может быть надежно установлено технически возможное минимальное расстояние между матами затяжек и боковой поверхностью породного массива.
Если согласно признакам п.7 манипулятор затяжек перемещается, по меньшей мере, вдоль подвесного ходового рельса, то регулятор высоты предусмотрен в таком случае предпочтительно на стреле манипулятора затяжек.
Если манипулятор затяжек согласно п.8 перемещается по подошве и/или боковой стенке выработки, расстояние между размотанными матами затяжек и боковой поверхностью породного массива обеспечивают, в частности, при помощи цилиндров с гидроприводом.
Ниже изобретение поясняется более детально на представленном на чертежах примере осуществления. Показаны:
Фиг.1 - схематический вертикальный продольный разрез подземной выработки с планом проходки и возведения крепи, также схематически;
Фиг.2 - используемый при проходке выработки манипулятор затяжек, в схематической перспективе, если смотреть в направлении стрелки II на фиг.1;
Фиг.3 - вид спереди манипулятора затяжек по фиг.1 и 2, также если смотреть в направлении стрелки II;
Фиг.4 - схематический вид сверху манипулятора затяжек по фиг.1-3 по стрелке IV c фиг.3 и
Фиг.5 - схематический вертикальный продольный разрез по фиг.4 вдоль линии V-V, если смотреть в направлении стрелки Va.
Позицией 1 на фиг.1 обозначена подземная выработка, которую проходит проходческий комбайн 2 в направлении стрелки Pf. Отделяемая из забоя 4 режущим рабочим органом 3 проходческого комбайна 2 порода удаляется штрековым конвейером 5, проложенным на подошве 6 выработки 1.
В выработке 1 поддерживают открытым очистное пространство за счет анкерной крепи 7. Анкерная крепь 7 устанавливается в породном массиве при помощи комбинированного бурильно-установочного устройства 8, управляемого с вертикально перемещаемого бурового полка 9 под анкерную крепь. Буровой полок 9 под анкерную крепь несет на себе стрела 10 в форме параллелограмма на подвесном устройстве грузовой балки 11, которая перемещается по подвесному ходовому рельсу 12.
Чтобы установку анкерной крепи 7 проводить по времени параллельно проходке выработки 1, непосредственно позади режущего рабочего органа 3 проходческого комбайна 2 предусмотрен манипулятор 13 затяжек, который, как и анкерный бурильный полок 9, перемещается по подвесному ходовому рельсу 12.
Для обеспечения необходимой наглядности чертежа вертикально подвешенная стрела, соединяющая манипулятор 13 затяжек с подвесным устройством грузовой балки, не представлена.
Как видно при рассмотрении вместе фиг.1-5, манипулятор 13 затяжек включает в двух расположенных одна за другой в продольном направлении выработки поперечных плоскостях 14, 15 магазины 16, 17 затяжек. В этих магазинах 16, 17 маты 18, 19 для затяжек свернуты в рулоны 20, 21. Магазины 16, 17 затяжек снабжены более подробно необозначенными опорными или натягивающими автоматами. Также стрела для манипулятора 13 затяжек оборудована регулятором высоты, равно как и датчиками расстояния, которые позволяют точно устанавливать расстояние между монтируемыми матами 18, 19 для затяжки и обнаженной боковой поверхностью 22 выработки 1.
Магазины 16, 17 матов в каждой поперечной плоскости 14, 15 расположены на расстоянии друг от друга вдоль периметра. Однако магазины 16 матов в прилежащей к забою 4 1-й поперечной плоскости 14 расположены со смещением относительно магазинов 17 матов во 2-й поперечной плоскости 15.
При помощи подвижных манипуляторов 13 затяжек рулоны 20, 21 матов в магазинах 16, 17 разматывают соответственно проходке вдоль боковой поверхности 22, при этом манипулятор 13 затяжек подгоняет их по боковой поверхности 22.
После размотки рулонов 20, 21 в магазины 16, 17 матов закладывают новые рулоны 20, 21 матов и концы матов 18, 19 для затяжки новых рулонов 20, 21 соединяют предпочтительно внахлестку с соседними концами проложенных матов 18, 19 для затяжек.
1. Способ установки штрековой крепи (7) параллельно с проходкой выработки (1) проходческим комбайном (2) избирательного действия, при этом позади режущего рабочего органа (3) проходческого комбайна (2) избирательного действия в двух поперечных плоскостях (14, 15), лежащих одна за другой в продольном направлении выработки и смещенных одна относительно другой, заготавливают свернутые в рулоны (20, 21) маты (18, 19) для затяжки, затем по времени параллельно проходке их разматывают внахлестку концами в продольном направлении выработки и сразу же подгоняют по породному массиву, при этом после полной размотки затяжек из матов (18, 19) эти рабочие операции последовательно повторяют соответственно длине проходки с новыми затяжками из матов (18, 19), соединенными с уже проложенными затяжками из матов (18, 19), при этом на расстоянии от режущего рабочего органа (3) устанавливают штрековую крепь (7), закрепляя затяжки из матов (18, 19), при этом размотанные затяжки из матов (18, 19) подгоняют к породному массиву при помощи самодвижущегося манипулятора (13) затяжек.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что уже проложенные затяжки из матов (18, 19) соединяют внахлестку концами с новыми затяжками из матов (18, 19).
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что затяжки из матов (18, 19) закрепляют анкерной крепью (7) по породному массиву.
4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что затяжки из матов (18, 19) закрепляют по месту рамами крепи.
5. Устройство для осуществления способа по одному из пп.1-4, отличающееся тем, что содержит независимый от проходческого комбайна (2) избирательного действия передвижной в продольном направлении штрека манипулятор (13) затяжек для монтажа и подгонки затяжек из матов (18, 19) позади режущего рабочего органа (3) проходческого комбайна (2) избирательного действия, включающего в двух, лежащих одна за другой в продольном направлении выработки поперечных плоскостях (14, 15) разнесенные между собой вдоль периметра магазины (16, 17) матов для приема свернутых в рулоны (20, 21) затяжек из матов (18, 19), при этом магазины (16, 17) матов в 1-ой поперечной плоскости (14) смещены относительно магазинов (16, 17) матов во 2-ой поперечной плоскости, при этом магазины (16, 17) матов снабжены опорными или натягивающими автоматами, а манипулятор (13) затяжек имеет регулятор высоты.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что регулятор высоты связан с датчиками расстояния.
7. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что манипулятор (13) затяжек установлен с возможностью перемещения, по меньшей мере, вдоль подвесного ходового рельса (12).
8. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что манипулятор (13) затяжек установлен с возможностью перемещения по подошве (6) и/или боковой стенке выработки.
