МЕХАНИЗИРОВАННАЯ КРЕПЬ С ЭЛЕМЕНТАМИ ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ВЫПУСКА САМООБРУШАЮЩЕГОСЯ УГЛЯ ИЗ МЕЖСЛОЕВОЙ ТОЛЩИ

Техническое решение относится к горному делу, а именно к механизированным крепям очистных забоев, предназначенным для выемки угля из мощных пластов при подземной отработке месторождений.
Известна секция механизированной крепи (см. а.с. СССР №1830420, Е 21 D 23/00, опубл. в БИ №28, 1993 г.), включающая перекрытие, шарнирно связанное с основанием траверсами и гидростойками, верхняк с противоотжимным экраном, шарнирно закрепленный на перекрытии и связанный с ним гидродомкратом управления, гидродомкраты передвижения, установленные на основании, углеспускной люк, установленный в проеме перекрытия с возможностью поворота в вертикальной плоскости гидростойкой управления, плитовой затвор и стержневые скалыватели, установленные в боковых пазах перекрытия. Секция механизированной крепи снабжена телескопическим щитом и фиксатором, перекрытие выполнено с дополнительньм завальным проемом, в котором установлен телескопический щит с возможностью выдвижения посредством гидродомкрата. Плитовой затвор установлен на углеспускном люке с возможностью относительного поворота и взаимодействия в конечном положении с фиксатором, который закреплен на перекрытии, а стержневые скалыватели шарнирно закреплены на боковых сторонах углеспускного люка.
Недостатками известного технического решения являются большие потери угля и засорение его обрушенными породами из-за выпуска угля последовательно через каждый углеспускной люк в секциях механизированной крепи и неуправляемость самообрушением угля из межслоевой толщи под действием собственного веса.
Наиболее близкой по технической сущности и совокупности существенных признаков является механизированная крепь с элементами одновременно управляемого выпуска самообрушающегося угля из межслоевой толщи (см. патент РФ №2184242, Е 21 D 23/00, опубл. в БИ №18, 2002 г.), включающая комбайн, забойный скребковый конвейер, секционную механизированную крепь, каждая секция которой состоит из перекрытия, шарнирно связанного с рамой, основания, гидростоек, верхняка, шарнирно закрепленного на перекрытии, гидродомкрата передвижения, установленного на основании, устройства для выпуска самообрушающегося угля из межслоевой толщи, установленного в проеме перекрытия, плитового затвора, гидростанции и вибратора. Устройство для выпуска самообрушающегося угля из межслоевой толщи выполнено в виде желоба, расширяющегося в поперечном сечении в сторону разгрузки и жестко закрепленного к несущим балкам перекрытия, с днищем, опертым на основание и покрытым антифрикционным материалом, на котором смонтирован плунжерный питатель, выполненный в виде жесткой плиты. Рабочая поверхность последней снабжена клиновыми рифлениями, обеспечивающими минимальное сопротивление перемещению жесткой плиты в сторону завала угля и максимальное трение и сцепление ее рабочей поверхности при перемещении в сторону выгрузки самообрушающегося угля. Для возвратно-поступательного перемещения жесткой плиты плунжерный питатель снабжен гидроцилиндром, закрепленным на раме днища, причем силовые полости рабочего и обратного хода гидроцилиндра посредством магистральных трубопроводов присоединены к общему для групп плунжерных питателей пульту управления работой гидроцилиндров с регулируемым по производительности гидронасосом. Половина группы гидроцилиндров подключена к общему пульту управления в противофазе к другой половине группы. Разгрузочный конец плунжерного питателя расположен над забойным скребковым конвейером. Проем перекрытия в секции для выпуска самообрушающегося угля закрыт неуправляемым цепным заслоном. Над разгрузочным концом плунжерного питателя выполнен пешеходный трап для обслуживания узлов механизированной крепи.
Недостатком известного технического решения является ненадежность работы и обслуживания привода-гидроцилиндра, размещенного под жесткой плитой плунжерного питателя. При выходе негабаритных кусков из-за неравномерного движения жесткую плиту заклинивает. Для ремонта требуется освобождения желоба от угля, разборка и подъем жесткой плиты.
Задачей технического решения является повышение надежности работы за счет обеспечения равномерного движения жесткой плиты и, как следствие, исключения
заклиниваний жесткой плиты при выходе негабаритных кусков и упрощение обслуживания за счет обеспечения доступа к приводу плунжерного питателя без освобождения желоба от самообрушающегося угля, разборки и подъема жесткой плиты.
Поставленная техническая задача решается следующим образом. Предлагается механизированная крепь с элементами принудительного выпуска самообрушающегося угля из межслоевой толщи, включающая комбайн, забойный скребковый конвейер, секционную механизированную крепь, каждая секция которой состоит из перекрытия, шарнирно связанного с рамой, основания, гидростоек, верхняка, шарнирно закрепленного на перекрытии, гидродомкрата передвижения, установленного на основании. В проеме перекрытия каждой секции механизированной крепи установлено устройство для выпуска самообрушающегося угля из межслоевой толщи в виде желоба с бортами, расширяющегося в поперечном сечении в сторону разгрузки и жестко закрепленного бортами к несущим балкам перекрытия, и днищем, опертым на основание и покрытым антифрикционным материалом, на котором смонтирован плунжерный питатель, выполненный в виде жесткой плиты, и имеющий для ее возвратно-поступательного перемещения привод в виде гидроцилиндра. Разгрузочный конец плунжерного питателя расположен над забойным скребковым конвейером, силовые полости рабочего и обратного хода гидроцилиндра посредством магистральных трубопроводов присоединены к общему для группы плунжерных питателей пульту управления с регулируемым по производительности гидронасосом, при этом половина группы гидроцилиндров подключена к общему для группы плунжерных питателей пульту управления в противофа-зе к другой половине группы.
Для решения поставленной задачи привод плунжерного питателя снабжен дополнительным гидроцилиндром, при этом гидроцилиндр и дополнительный гидроцилиндр установлены на разгрузочном конце плунжерного питателя по обе стороны его жесткой плиты, штоки этих гидроцилиндров шарнирно закреплены за бортами желоба у передней кромки жесткой плиты, а их корпуса шарнирно закреплены на бортах желоба. Силовые полости рабочего и обратного хода дополнительного гидроцилиндра посредством магистральных трубопроводов присоединены к общему для группы плунжерных питателей пульту управления с регулируемым по производительности гидронасосом, при этом половина группы дополнительных гидроцилиндров подключена к общему для группы плунжерных питателей пульту управления в противофазе к другой половине группы.
Такое конструктивное решение повышает надежность работы за счет обеспечения равномерного движения жесткой плиты и, как следствие, исключения заклиниваний
жесткой плиты при выходе негабаритных кусков и упрощение обслуживания за счет обеспечения доступа к приводу плунжерного питателя без освобождения желоба от самообрушающегося угля, разборки и подъема жесткой плиты.
Пример выполнения механизированной крепи с элементами принудительного выпуска самообрушающегося угля из межслоевой толщи дан в описании и показан на фиг.1 и 2, где на:
фиг.1 приведена принципиальная схема указанной механизированной крепи -вертикальный разрез;
фиг.2 - то же, разрез А-А на фиг.1.
Механизированная крепь с элементами принудительного выпуска самообрушающегося угля из межслоевой толщи включает комбайн (на фиг. не показан), посредством которого производится выемка почвенной толщи лентами 1 (фиг.1) толщиной 600-800 мм, забойный скребковый конвейер 2 и секционную механизированную крепь 3 (далее - крепь 3), каждая секция которой состоит из перекрытия 4, которое шарнирно связано с рамой 5, основания 6, гидростоек 7 и верхняка 8, шарнирно закрепленного на перекрытии 4. Гидродомкраты передвижения 9 установлены на основании 6 и связаны с забойным скребковым конвейером 2. В проеме перекрытия 4 каждой секции крепи 3 между гидростойками 7 расположено устройство 10 для выпуска самообрушающегося угля из межслоевой толщи 11, выполненное в виде желоба 12. Желоб 12 выполнен расширяющимся в поперечном сечении в сторону разгрузки на забойный скребковый конвейер 2. Угол расширения сечения желоба 12 должен обеспечивать движение потока самообрушающегося угля без дилатансионного сопротивления (вызывающего перекатывание кусков угля около вертикальной стенки). Днище 13 желоба 12 оперто на основание 6 и покрыто антифрикционным материалом 14, например, текстолитом, или другим, обладающим малым коэффициентом трения и способным выдержать динамические нагрузки. На разгрузочном конце устройства 10 смонтирован плунжерный питатель 15 (фиг.2).
Плунжерный питатель 15 выполнен в виде жесткой плиты 16 и для возвратно-поступательного перемещения снабжен гидроцилиндром 17 и дополнительным гидроцилиндром 18 (фиг.2), штоки 19 которых шарнирно закреплены на жесткой плите 16, а корпуса 20 шарнирно закреплены на бортах 21 желоба 12. Корпуса 20 гидроцилиндра 17 и дополнительного гидроцилиндра 18 поршнем (поз. не обозначен) со штоком 19 разделены на силовые полости 22 рабочего хода и 23 обратного хода, которые посредством магистральных трубопроводов присоединены к общему для группы плунжерных питателей 15 пульту управления с регулируемым по производительности гидронасосом
(на фиг. не показаны), при этом половина группы гидроцилиндров 17, 18 подключена к общему для группы плунжерных питателей 15 пульту управления в противофазе к другой половине группы.
Механизированная крепь работает следующим образом.
Выемку почвенной толщи самообрушающегося угля ведут комбайном лентой 1 толщиной 600-800 мм известными технологическими операциями. При выемке ведут перемещение секций крепи 3 также известными технологическими операциями. Принудительный выпуск самообрушающегося угля ведутся плунжерными питателями 15 секций крепи 3 при их одновременной работе. По техническим возможностям забойного скребкового конвейера 2 определяют количество одновременно работающих плунжерных питателей 15, которые имеют рабочий ход при выгрузке самообрушающегося угля на забойный скребковый конвейер 2 и обратный ход, когда рабочий орган (жесткая плита 16) внедряется в завал самообрушающегося угля. Для обеспечения равномерной работы забойного скребкового конвейера 2 необходимо, чтобы во время обратного хода одной части плунжерных питателей 15, другая их часть работала на выгрузке самообрушающегося угля.
Скорость перемещения жесткой плиты 16 зависит от давления в силовых полостях 22 рабочего хода гидроцилиндра 17 и дополнительного гидроцилиндра 18. Изменяя давление путем использования регулируемого по производительности гидронасоса, можно в широких пределах менять производительность плунжерных питателей 15, а следовательно, и скорость опускания самообрушающегося угля в межслоевой толще 11. Так как плунжерные питатели 15 равномерно работают всей рабочей поверхностью, то при ограниченных (по длине) размерах жесткой плиты 16 в отработанном пространстве будет наблюдаться равномерно опускающийся под действием гравитационных сил столб самообрушающегося угля. Ввиду того, что плунжерные питатели 15 расположены на расстоянии 0,6 м друг от друга (малое расстояние по сравнению с поперечным сечением жесткой плиты 16 в плане), образуется единый поток над всеми одновременно работающими плунжерными питателями 15, что исключает зависания самообрушающегося угля и снижает засорение его пустыми породами.
Одновременная работа группы плунжерных питателей 15 обеспечивает выпуск самообрушающегося угля на больших площадях общим потоком с управляемой скоростью, что минимизирует потери угля и засорение его пустыми породами при разработке мощных угольных пластов. За счет большой площади потока самообрушающегося угля исключается его зависание, создаются благоприятные условия для обрушения пород (кроме труднообрушаемой кровли, где требуются специальные технологические
приемы), что, уменьшает динамические нагрузки на крепь 3, а наличие единого потока исключает засорение угля со стороны кровли.
Расположение привода (гидроцилиндра 17 и дополнительного гидроцилиндра 18) на разгрузочном конце плунжерного питателя 15 повышает надежность работы за счет исключения заклиниваний жесткой плиты 16 при выходе негабаритных кусков и упрощает обслуживание за счет обеспечения доступа к приводу плунжерного питателя 15 без освобождения желоба 12 от самообрушающегося угля, разборки и подъема жесткой плиты 16.
Таким образом, предлагаемая механизированная крепь позволяет надежно осуществить полный принудительный выпуск самообрушающегося угля из межслоевой толщи.