СЕКЦИЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ С УСТРОЙСТВОМ ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ВЫПУСКА УГЛЯ

Техническое решение 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 или межслоевой толщи.
Известна конструкция секции механизированной крепи, 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, шарнирно связанный с ограждением, снабженный гидроприводом поворота вокруг горизонтальной оси и перфоратором [Секция механизированной крепи очистного забоя мощного пласта с принудительным выпуском угля/ Пат. 2513952 Российской Федерации; заявка №2012157489 от 26.12.2012; опубл. 20.04.2014, бюл. №11 (аналог)]. К недостатку конструкции крепи следует отнести высокое расположение нижней части выпускного проема, из-за чего после передвижки секции крепи обрушившаяся подкровельная толща сначала заполняет пространство от почвы до нижнего края выпускного проема и только после этого попадает в сам выпускной проем.
Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, является секция механизированной крепи очистного забоя мощного пласта с принудительным выпуском угля, содержащая 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 и снабженный гидродомкратами управления, и желоб с бортами, установленный в проеме ограждения. Во внутренней полости заслона размещен выдвижной динамический скалыватель, направленный скалывающим элементом в сторону от рабочего пространства крепи [Пат. 155577 на полезную модель Российской Федерации, МПК E21D 23/00; Секция механизированной крепи очистного забоя мощного пласта с принудительным выпуском угля; заявка №2015117301, заявлено 06.05.2015, патентообладатель ИУ СО РАН, опубл. 10.10.2015, бюл. №28 (прототип)].
Наряду с достоинством данной конструкции, заключающемся в оказании динамического воздействия на массив подкровельной толщи непосредственно над выпускным окном из-за чего уголь подкровельной толщи сразу попадает в выпускное окно, недостатком прототипа является то, что при значительной мощности подкровельной толщи геометрических параметров скалывателя будет недостаточно для принудительного разрушения подкровельной толщи. Массив подкровельной толщи будет разрушаться только за счет сил горного давления, а это произойдет не над выпускным окном, а несколько дальше, когда секция уже пройдет зону эффективного выпуска угля. В связи с этим значительная часть угля подкровельной толщи будет потеряна в выработанном пространстве. Чем больше потери угля в выработанном пространстве, тем ниже эффективность работы оборудования, в данном случае - секций крепи; более того, тем больше вероятность самовозгорания угля в выработанном пространстве, снижающая безопасность ведения очистных работ.
Этот недостаток снижает эффективность и безопасность использования секций крепи с устройством принудительного выпуска угля подкровельной толщи при выемке мощных пологих пластов.
Целью технического решения является повышение эффективности использования секций крепи с устройством принудительного выпуска угля и безопасности ведения горных работ при выемке мощных пологих пластов за счет увеличения площади секции, обеспечивающей производительность выпускного проема.
Поставленная цель достигается тем, что в секции механизированной крепи очистного забоя с устройством принудительного выпуска 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 и снабженный гидродомкратами управления и динамическим скалывателем, и желоб с бортами, установленный в проеме ограждения, в соответствии с техническим решением к ограждению шарнирно с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси на уровне нижнего края выпускного проема присоединен наклонный лоток желобчатой формы, ширина которого соразмерна ширине секции, а длина не более трехкратного шага ее передвижки.
Конструкция секции крепи поясняется схемами. На фиг. 1 показана схема компоновки секции крепи (вид сбоку); на фиг. 2 - то же (вид в плане); на фиг. 3 - работа секции крепи при выемке угля мощного пласта.
Секция механизированной крепи очистного забоя с устройством принудительного выпуска 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. К верхнему краю ограждения 2 со стороны рабочего пространства шарнирно, с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, прикреплен заслон 6, управляемый гидравлическими домкратами 7. Во внутреннем пространстве заслона 6 установлен выдвижной динамический скалыватель 8, скалывающий элемент которого направлен в сторону от рабочего пространства крепи.
В районе нижнего края сквозного проема ограждение 2 шарнирно при помощи горизонтальной оси 9 связано с одним краем лотка 10 желобчатой формы, другой край которого посредством гидравлических домкратов 11 связан с основанием 1 секции крепи. При этом ширину лотка принимают соразмерной ширине секции крепи, а его длину - равной 2-3 шагам ее передвижки.
В очистном забое секции крепи связаны между собой гидравлическими домкратами передвижки (не показаны), установленными на основании и обеспечивающими поочередную передвижку секций на забой; лотки установлены под углом, равном углу наклона желоба в сквозном проеме.
Работа секции механизированной крепи при выемке мощного пологого пласта осуществляется следующим образом. Секция поддерживаем рабочее пространство очистного забоя за счет распора между почвой и массивом подкровельной толщи при открытом сквозном проеме. За счет динамического воздействия на массив подкровельной толщи скалывателем производят принудительное обрушение подкровельной толщи и выпуск угля через сквозной проем по желобу на забойный конвейер.
Когда мощность подкровельной толщи больше, например, чем высота секции крепи, значительная ее часть не разрушается под динамическим воздействием скалывателя, но испытывает давление со стороны пород основной кровли, которое увеличивается по мере удаления от забоя. Породы основной кровли смещаются вниз, обеспечивая разрушение массива подкровельной толщи. Массив разрушается и под действием сил гравитации устремляется вниз и по лотку 10, направляется в сквозной проем и далее на забойный конвейер.
Таким образом, за счет наличия наклонного лотка уголь подкровельной толщи направляется в сквозной проем и далее на конвейер. За счет этого снижаются эксплуатационные потери угля, что кроме повышения эффективности ведения очистных работ, снижает опасность самовозгорания угля в выработанном пространстве, т.е. повышает безопасность ведения горных работ. Все это свидетельствует о достижении цели технического решения.