СЕКЦИЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ МОЩНОГО ПЛАСТА С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ВЫПУСКОМ УГЛЯ
SECTION OF POWERED SUPPORT OF WORKING FACE OF THICK BED WITH FORCED COAL EXTRACTION

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к креплению очистного забоя, и касается конструкции механизированных крепей, предназначенных для поддержания рабочего пространства в очистных забоях при разработке мощных пластов с принудительным выпуском угля из подкровельной (межслоевой) толщи.
Известна конструкция крепи очистного забоя мощного угольного пласта, содержащая основание, шарнирно связанное с ограждением с одной его стороны и гидравлическими стойками с верхняком, перекрытие, шарнирно связанное с верхняком и ограждением с другой его стороны, и секцию завального конвейера. В ограждении выполнен проем для выпуска разрушенного угля из подкровельной (межслоевой) толщи на завальный конвейер, закрываемый со стороны рабочего пространства заслоном [1]. Недостатками такой конструкции крепи являются: необходимость завального конвейера в рабочем пространстве крепи, крутой угол установки ограждения с проемом, обусловливающий поступление разрушенного угля из подкровельной (межслоевой) толщи только за счет тангенциальной составляющей сил гравитации или горного давления, отсутствие средств воздействия для восстановления работоспособности при забучивании проема крупногабаритным куском угля.
Известна конструкция секции механизированной крепи, принятая в качестве прототипа, содержащая основание, шарнирно связанное с ним в виде четырехзвенника Чебышева ограждение, перекрытие, шарнирно связанное с ограждением и две гидравлические стойки, связывающие перекрытие с основанием. Во внутреннем пространстве секции установлен погрузочный желоб с днищем, связанный с проемом, выполненным в ограждении, и заслон, выполненный из телескопически установленных плит, шарнирно связанный с ограждением и снабженный гидроприводом поворота вокруг горизонтальной оси. Для организации погрузки угля, поступающего из межслоевой толщи через проем в ограждении, на забойный скребковый конвейер погрузочный желоб снабжен питателем, выполненным в виде жесткой плиты [2]. Недостатками данной конструкции являются:
- при забучивании проема крупногабаритным куском угля отсутствует какое-нибудь устройство, способное разрушить негабарит и восстановить пропускную способность проема,
- относительно малая площадь входного проема по сравнению с площадью ограждения, вследствие чего относительно большая часть разрушенного угля не проходит в проем и остается в закрепном пространстве, обусловливая повышенные эксплуатационные потери угля в недрах,
- конструктивное исполнение днища желоба в виде жесткой плиты, обусловливает повышенную вероятность налипания мокрого угля при добыче влажных углей.
Перечисленные недостатки снижают эффективность использования механизированной крепи при разработке мощных угольных пластов и область применения, ограничивая ее относительно сухими углями.
Целью изобретения является повышение эффективности использования механизированной крепи при разработке мощных угольных пластов с управляемым выпуском подкровельной (межслоевой) толщи за счет расширения ее возможностей и области применения путем активирования погрузочного желоба и оснащения крепи органом разрушения крупногабаритных кусков.
Поставленная цель достигается тем, что в секции механизированной крепи очистного забоя мощного пласта с принудительным выпуском угля, содержащей перекрытие, шарнирно связанное с ограждением с одной его стороны, основание, шарнирно связанное с ограждением с другой его стороны, гидростойки, связанные с основанием и перекрытием, гидродомкраты передвижки, установленные на основании, проем выполненный в ограждении, заслон, шарнирно связанный с ограждением, снабженный гидродомкратами управления заслоном, и желоб с бортами, установленный в проеме ограждения, на днище желоба с забойной стороны смонтирован плунжерный питатель, выполненный в виде жесткой плиты, снабженной гидроприводом, проем в ограждении выполнен сужающимся в направлении от закрепного к рабочему пространству крепи, в заслоне выполнено отверстие, в котором, с возможностью поворота в вертикальной плоскости, установлен перфоратор, исполнительным органом направленный в сторону проема, днище желоба выполнено из трех металлических листов, установленных последовательно по ходу транспортируемого материала внахлест друг с другом, к забойному краю первого и второго листов приварен толстостенный скребок, ориентированный по нормали к плоскости следующего листа, в бортах желоба симметрично его оси, параллельно плоскости второго листа и ниже его выполнены прорези, в которые вставлены пальцы второго листа, приваренные к нему перпендикулярно оси желоба по краям, снизу второй лист гидродомкратом перемещения вдоль прорезей связан с бортами желоба, причем угол наклона первого листа днища желоба к горизонту больше, чем второго, а второго больше, чем третьего.
Конструкция секции механизированной крепи поясняется схемами. На фиг.1 показана схема компоновки секции (вид сбоку); на фиг.2 - второй по ходу транспортируемого угля лист днища желоба; на фиг.3 - тоже (вид сбоку); на фиг.4 - борт желоба; на фиг.5 - разрез по В-В, указанный на фиг.1.
Секция механизированной крепи очистного забоя мощного пласта с принудительным выпуском угля содержит основание 1, шарнирно связанное с ограждением 2 с одной его стороны, которое, в свою очередь, с другой стороны шарнирно связано с перекрытием 3. Основание 1 и перекрытие 3 связаны между собой гидравлическими стойками 4. В ограждении 2 выполнен сквозной проем 5 прямоугольной формы, сужающийся в направлении от закрепного к рабочему пространству, т.е. входное сечение проема имеет большую площадь, чем выходное, что при работе крепи должно обеспечить поступление в проем большего количества разрушенного угля из закрепного пространства.
Со стороны рабочего пространства крепи ограждение 2 в створе с проемом 5 связано с вертикальными бортами 6, установленными параллельно друг другу и образующими желоб, днище которого выполнено из трех металлических листов 7, 8 и 9 установленных внахлест друг с другом, начиная от ограждения. При этом лист 7 установлен под углом к горизонту меньшим угла естественного откоса для кускового угля, частично накрывает лист 8, который, в свою очередь, установлен под еще меньшим углом к горизонту и частично накрывает слабо наклоненный лист 9. Листы 7 и 8 со стороны очистного забоя снабжены толстостенным скребком 10 и 11, соответственно, приваренным примерно перпендикулярно накрываемому листу. Лист 8 является средним листом, образующим днище желоба, снизу к нему при помощи сварки или резьбового соединения прикреплены симметрично по краям четыре пальца 12, попарно вставленных в прорези 13, выполненные в каждом из бортов 6. Лист 8 снизу гидравлическими домкратами 14 связан с бортами 6 желоба. Лист 9 также связан с бортами 6 желоба при помощи гидравлического домкрата 15, обеспечивающего возможность его перемещения в направлении очистного забоя.
К верхнему краю ограждения 2 со стороны рабочего пространства шарнирно, с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси 16, прикреплен заслон 17, управляемый гидравлическими домкратами 18. В пространстве между домкратами 18 в заслоне 17 выполнено отверстие, в котором установлен перфоратор 19, ориентированный разрушающим органом в сторону проема 5 (примерно в середину).
В очистном забое секции крепи связаны между собой гидравлическими домкратами передвижки (не показаны), установленными на основании и обеспечивающими поочередную передвижку секций на забой.
Секция крепи работает следующим образом. Разрушенный уголь из вышележащей толщи пласта самотеком через проем 5, выполненный в ограждении 2, поступает в желоб. Так как лист 7 днища желоба установлен под углом к горизонту меньшим угла естественного откоса для кускового угля, скорость потока угольной массы, поступающей из закрепного пространства, падает. Далее угольная масса поступает на следующий лист 8 днища, где еще более тормозится. Потом по листу 9 угольная масса плавно перегружается на забойный конвейер.
При забучивании проема 5 крупногабаритным куском угля движение угольной массы по желобу прекратится. Для разрушения крупногабаритного куска, застрявшего в проеме 5, используют перфоратор 19, установленный в заслоне 17. При включении перфоратора осуществляют выдвижение его пики в сторону проема 5 в ограждении 2 и поворот самого заслона 17 в сторону закрывания проема 5. После разрушения крупногабаритного куска поток угольной массы возобновится.
При выемке угля с повышенной влажностью возможно налипание мелких фракций угольной массы на днище желоба, из-за чего резко возрастает коэффициент трения движущегося кускового материала о днище желоба. В результате движение угольной массы по желобу застопорится. Для выхода из этой ситуации используют подвижный средний лист 8 днища желоба. Домкратами 14 осуществляют возвратно-поступательное движение листа 8 параллельно прорезям 13, выполненным в бортах 6 желоба. При этом лист 8 при движении в сторону забоя своим скребком 11 чистит лист 9 и проталкивает угольную массу, а при движении от забоя - сам очищается от налипшей угольной мелочи о скребок 10, приваренный к листу 7.
Таким образом, за счет увеличения площади сечения проема, выполненного в ограждении секции крепи, большая часть угля из закрепного пространства может попасть через проем в транспортирующий желоб;
- за счет установки перфоратора на заслоне появляется возможность разрушения крупногабаритных кусков угля для возобновления движения угольного потока из закрепного пространства на забойный конвейер;
- за счет применения активного звена в составе транспортирующего желоба появляется возможность осуществлять выпуск угля с повышенной влажностью.
Все перечисленное свидетельствует о повышении эффективности работы секции крепи и расширении области ее применения, а это и есть цель изобретения.
Источники информации
1. Сагинов А.С. Двухзабойная выемка угля на мощных пологих пластах./ А.С.Сагинов, С.С.Жетесов - Алма-Ата: Наука, 1982, с.75, рис.27 (аналог).
2. Клишин В. И. Разработка мощных пластов механизированными крепями с регулируемым выпуском угля./ В.И.Клишин, Ю.Ф.Фокин, Д.И.Кокоулин, Б.Кубанычбек уулу. - Новосибирск: Наука, 2007, с.86-88, рис.4.1, 4.2 (прототип).