СЕКЦИЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ С УСТРОЙСТВОМ 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 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 [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)].
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.
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, 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; опубл. 20.04.2014, бюл. №11 (прототип)].
Недостатком прототипа является то, что ограждение связано с основанием посредством четырехзвенника Чебышева, который сам по себе не обладает достаточной жесткостью. При динамическом воздействии на ограждение обрушенных пород четырехзвенник допускает проседание нижней части ограждения, из-за чего также проседает верхний край проема, а вместе с ним и верхний край погрузочного желоба. Поскольку днище желоба установлено под определенным углом к основанию, это проседание ухудшает условия самотечности выпускаемого угля, что снижает производительность работы секции по выпуску. Кроме того, секция крепи работает в подсечном слое мощного пласта (слое у почвы). Мощность этого слоя зависит от вынимаемой мощности комбайна. В связи с этим при уменьшении мощности подсечного слоя пропорционально уменьшается высота установки верхнего края погрузочного желоба, что снижает эффективность работы секции крепи по выпуску.
Этот недостаток снижает эффективность использования механизированной крепи при разработке мощных угольных пластов.
Целью технического решения является повышение эффективности использования механизированной крепи при разработке мощных угольных пластов с принудительным выпуском угля подкровельной толщи за счет жесткой фиксации верхнего края желоба по высоте.
Поставленная цель достигается тем, что в секции механизированной крепи с устройством выпуска угля, содержащей основание, шарнирно связанное с ним ограждение, перекрытие, шарнирно связанное с ограждением, две гидравлические стойки, связывающие перекрытие с основанием, погрузочный желоб с днищем, связанный с проемом, выполненным в ограждении, и заслон, шарнирно связанный с ограждением, снабженный гидроприводом поворота вокруг горизонтальной оси, в соответствии с техническим решением завальный край основания снабжен двумя параллельными вертикально ориентированными боковинами, каждая из которых снабжена сквозным отверстием, выполненным в верхней части ближе к завальному краю, ограждение шарнирно связано с основанием посредством этих боковин, верхний край боковины выполнен с уклоном во внутреннее пространство секции крепи, причем угол наклона верхнего края боковины принимают из условия обеспечения самотечного транспорта угля по металлической поверхности, днище желоба укладывают поверх боковин и завальный край выводят в нижней части проема за ограждение, днище жестко связывают с боковинами.
Сущность технического решения поясняется схемами. На фиг. 1 показана секция механизированной крепи (вид сбоку); на фиг. 2 - основание секции крепи (аксонометрическая проекция); на фиг. 3 - секция механизированной крепи (аксонометрическая проекция).
Секция механизированной крепи содержит основание 1, ограждение 2, в котором выполнен выпускной проем 3, перекрытие 4, две гидравлические стойки 5, желоб, включающий борта 6 и днище 7, и питатель 8.
Основание 1 с завальной стороны снабжено двумя параллельными вертикально ориентированными боковинами 9, в верхней части каждой из которых ближе к завальному краю выполнено отверстие 10, а сам верхний край каждой боковины выполнен под уклоном в сторону забоя. Угол наклона верхнего края боковины принимают из условия обеспечения самотечного транспорта угля по металлической поверхности.
Используя отверстия 10 основание 1 шарнирно, с возможностью поворота в вертикальной плоскости, связывают с ограждением 2, верхний край которого шарнирно связывают с перекрытием 4. Перекрытие 4 и основание 1 связывают между собой двумя гидравлическими стойками 5, обеспечивающими распорное усилие секции крепи.
Во внутреннем пространстве секции крепи устанавливают вертикально ориентированные борта 6, жестко связывая их с ограждением 2 по боковым сторонам выпускного проема 3.
В пространстве между бортами 6 поверх боковин 9 укладывают металлический лист 7 - днище желоба, который жестко, например сваркой, связывают с боковинами 9. При этом завальный край листа 7 частично выдвигают в выпускной проем 3 в сторону выработанного пространства.
Ниже нижнего края листа 7 также в пространстве между бортами 6 устанавливают питатель 8.
Верхний край выпускного проема с внутренней стороны секции крепи шарнирно связан с заслоном 11 и гидродомкратом его управления 12.
При выпуске угля подкровельной толщи секция крепи работает следующим образом. При открытом заслоне 11 раздробленный уголь подкровельной толщи под действием гравитации поступает в выпускной проем 3 и далее на днище 7. При этом днище 7 воспринимает основную динамическую нагрузку, обусловленную падением угольных кусков различной массы, и направляет поток горной массы на питатель 8 для последующей погрузки на забойный конвейер (не показан), а борта 6 формируют этот поток по ширине.
Только часть угля выпускаемой толщи попадет в выпускное окно, но вся обрушенная горная масса динамически воздействует на ограждение 2. Это воздействие через шарнирное соединение ограждения 2 с боковинами 9 передается основанию 1, защищая тем самым устройства выпуска угля (борта, питатель) от чрезмерных динамических нагрузок.
При передвижке секции крепи снимают распорное усилие со стоек 5. Стойки 5 сокращаются по длине; за счет шарнирных соединений ограждения 2 с перекрытием 4 и основанием 1 секция крепи проседает, обеспечивая появление незначительного зазора между кровлей и перекрытием 4. При этом днище желоба 7 не изменит своего положения, даже если после передвижки высота секции крепи в рабочем положении будет меньше или больше.
Таким образом, за счет жесткой фиксации по высоте верхнего края желоба обеспечивается эффективная работа секции крепи по выпуску угля подкровельной толщи вне зависимости от высоты секции крепи (мощности подсечного слоя) или восприятия динамических нагрузок ограждением.