КРЕПЬ ДЛЯ ОТРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТЫХ ПЛАСТОВ УГЛЯ ПОДЭТАЖНОЙ ВЫЕМКОЙ

Техническое решение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для разработки мощных крутых пластов угля подэтажной выемкой.
Известен комплекс для отработки мощных крутых пластов (а.с. СССР №597850, E21D 23/00, опубл. в БИ №10, 1978 г.), включающий якорную и забойную секции крепи с ограждением, гидродомкраты передвижки, выталкиватели штрековой крепи, перегружатель и дробильное устройство, выполненное в виде барабана с зубками, шарнирно укрепленного на забойной секции крепи над перегружателем с помощью рамы и гидравлического домкрата, ограждение забойной секции совмещено с выталкивателем штрековой крепи.
Недостатком данного предложения является то, что при передвижке крепи поочередно снимается распор с каждой передвигаемой секции крепи, что может привести к обрушению кровли выработки и созданию аварийной ситуации в забое. Кроме того, при перемещении каждой секции крепи волоком по почве выработки требуются большие усилия передвижки и дополнительные работы по зачистке почвы выработки.
Наиболее близкой по технической сущности и совокупности существенных признаков является крепь сопряжения выработок с очистным забоем (а.с. СССР №237777, E21D, опубл. в БИ №9, 1969 г.), состоящая из секций, включающих телескопические стойки, траверсы с опорными балками, соединенных между собой направляющими и гидродомкратами передвижения, причем телескопическая стойка снабжена опорным гидродомкратом, шарнирно соединенным со стойкой и траверсой, а траверса - распорным гидродомкратом, цилиндр которого соединен посредством цапфы со стойкой.
В данной крепи распорными стойками служат телескопические стойки, распорные функции которых носят пассивный, зависимый характер, а усилие, необходимое для поддержания кровли выработки, осуществляется опорными гидродомкратами, шарнирно соединенными с телескопическими стойками и траверсами. Поскольку опорные гидродомкраты установлены под углом к оси телескопических стоек, то под воздействием их усилий телескопические стойки, прежде всего, будут поворачиваться в шарнирных соединениях в траверсах и прижиматься своими направляющими к бортам выработки. При этом усилие, необходимое для поддержания кровли выработки, уменьшается вследствие потерь на преодоление сил трения между бортами выработки и прижатыми к ним перемещающимися в сторону почвы выработки направляющими, что не обеспечивает надежного поддержания кровли выработки. Кроме того, в случае образования в бортах выработки вывалов, телескопические стойки под воздействием усилия опорных гидродомкратов будут стремиться проникнуть в пустоту, что может привести к нарушению кинематической неизменяемости конструкции крепи и тем самым затруднит процесс управления крепью при распоре секций крепи.
Технической задачей предлагаемого решения является обеспечение надежного поддержания кровли выработок и облегчения процессом управления крепью при распоре ее секций за счет применения средств распора независимого действия.
Поставленная задача достигается тем, что в крепи для отработки мощных крутых пластов угля подэтажной выемкой, состоящей из секций, соединенных между собой направляющими и гидродомкратами передвижения и включающих траверсы с опорными балками, распорные стойки, шарнирно соединенные с опорными гидродомкратами и травесами, а траверсы снабжены распорными гидродомкратами, согласно техническому решению распорные стойки выполнены в виде гидростоек, поршневые полости которых снабжены гидрозамками.
Указанная совокупность признаков позволяет обеспечить надежное крепление кровли и бортов выработки, а также облегчить процесс управления секциями крепи за счет устранения сил трения между направляющими и бортами выработки, возникающих при распоре секций, а также обеспечения геометрической неизменяемости секций во время их распора, что предотвращает проникновение распорных стоек в виде гидростоек в возможные пустоты вывалов в бортах выработок.
Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения крепи для отработки мощных крутых пластов угля подэтажной выемкой и чертежами фиг. 1-3, где:
на фиг. 1 изображена технологическая схема применения крепи для отработки мощных крутых пластов угля подэтажной выемкой;
на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;
на фиг. 3 - вид В на фиг. 2.
Крепь для отработки мощных крутых пластов угля подэтажной выемкой (далее - крепь) состоит из двух секций, каждая из которых включает опорные балки 1, которые закреплены на траверсах 2. К последним шарнирно присоединены опорние гидродомкраты 3 и распорные стойки в виде гидростоек 4, поршневые полости которых снабжены гидрозамками, (фиг. 2, 3). Траверсы 2 выполнены телескопическими с возможностью раздвижки в поперечном направлении по отношению к продольной оси крепи при помощи распорных гидродомкратов 5. Передвижение секций крепи относительно друг друга осуществляется гидродомкратами 6 передвижения, установленными между их траверсами 2. На гидростойках 4 закреплены направляющие 7, образуя с гидростойками 4 жесткие рамы в плоскости борта выработки. Прижатие направляющих 7 к бортам выработки осуществляется при помощи распорных гидродомкратов 5 и опорных гидродомкратов 3. Гидростойки 4, опираясь через лыжи 8 на почву выработки, обеспечивают поддержание выработки и дают возможность при передвижке секций перешагивать лыжами 8 через препятствия без зачистки почвы.
Подготовка подэтажа к выемке заключается в проходке конвейерного штрека 9 (фиг. 1) и подэтажных штреков 10, проведенных через 12÷15 метров друг от друга и соединенных вентиляционными скважинами и углеспускными печами 11. Между подэтажными штреками 10 проходят промежуточные штреки 12, из которых производят операции по разупрочнению угольного массива известными способами. Разрушенный уголь под воздействием горного давления и веса обрушенных пород перемещается к подэтажному штреку 10, где перегружается при помощи погрузочной машины 13 (фиг. 2) на конвейер 14, и далее - по подэтажному штреку 10 к углеспускным печам 11, по которым перепускается на конвейерный штрек 9.
Крепь работает следующим образом. Вначале производятся работы по разупрочнению угольного массива. Оперции по разупрочнению могут производится как из подэтажного штрека 10, так и из промежуточного штрека 12. После перегрузки обрушенного угля из забоя при помощи погрузочной машины 13 на конвейер 14 и транспортировки по подэтажному штреку 10 к углеспускным печам 11 и далее к конвейерному штреку 9 производятся операции по передвижке крепи. Передвижка крепи производится в следующей последовательности. Снимается распор и производится сокращение гидростоек 4, опорных гидродомкратов 3 и распорных гидродомкратов 5 одной из секций крепи. При этом направляющие 7 передвигаемой секции отрываются от бортов, а лыжи 8 - от почвы подэтажного штрека 10. Передвигаемая секция под действием своего веса ложится опорными балками 1 на траверсы 2 распертой секции. Далее освобожденная секция крепи перемещается при помощи гидродомкрата 6 передвижения на величину установленного шага передвижки. Управление передвигаемой секцией в горизонтальной плоскости выработки осуществляется распорными гидродомкратами 5 телескопических траверс 2. По окончании передвижки производится распор гидростоек 4, опорных гидродомкратов 3 и распорных гидродомкратов 5 этой секции, обеспечивая тем самым надежное поддержание кровли и бортов поэтажного штрека 10. Постоянство распора секции крепи между почвой и кровлей выработки обеспечивается наличием гидрозамков, запирающих поршневую полость в гидростойках 4. Таким же образом производится передвижка второй секции крепи. На этом цикл проведения работ по выемке угля заканчивается.