ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СТОЙКА ШАХТНОЙ КРЕПИ

Предлагаемое техническое решение относится к области горного дела, а именно, к креплению выработанного пространства.
Известны предохранительные клапаны с двойным расходом, предохраняющие от разрушения гидростойки крепи (а.с. СССР №390281, кл. E21d 15/51, опубл. 11.07.1973, бюл. №30).
Известные клапаны имеют широкий разброс давления срабатывания и большое время запаздывания срабатывания. Это приводит к недопустимым пиковым давлениям в стойке при значительных скоростях и величинах опускания кровли и сопровождается остаточными бочкообразными деформациями рабочего цилиндра, в результате которых стойка теряет герметичность и становится неработоспособной.
Известна также гидравлическая стойка шахтной крепи, включающая силовой гидроцилиндр, шток, внутренняя полость которого выполнена в виде газогидравлического аккумулятора (патент ПНР №78238, кл.5с 15/51).
В этой стойке поршневая полость соединена с внутренней полостью штока, в которой помещен газогидравлический аккумулятор. Такое техническое решение позволяет снизить пиковые нагрузки на стойку в случае резкой осадки кровли за период времени до срабатывания предохранительного клапана.
Однако, известная гидравлическая стойка обладает повышенной упругой податливостью при возрастании нагрузки, благодаря свойству газа легко сжиматься, что сопровождается повышенными смещениями кровли и может привести, в свою очередь, к резким осадкам.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому по технической сущности является "Гидравлическая стойка шахтной крепи" по авторскому свидетельству СССР №735785 (МПК E21D 15/44, опубл. 25.05.1980, бюл. №19), которая принята за прототип. Гидравлическая стойка шахтной крепи (далее гидростойка) включает в себя рабочий цилиндр, шток, поршень, разделяющий внутренний объем рабочего цилиндра на штоковую и поршневую полости, клапанный блок с предохранительным клапаном, дополнительную камеру, внутренняя полость которой охватывает наружную поверхность рабочего цилиндра и соединена с поршневой полостью рабочего цилиндра и подклапанной полостью предохранительного клапана клапанного блока.
В указанной гидростойке при внезапном увеличении нагрузки на нее в период времени, когда предохранительный клапан клапанного блока еще не успевает сработать, давление сжимаемой жидкости передается как на внутреннюю, так и на наружную поверхности рабочего цилиндра. Усилия, действующие от сжатия жидкости на наружную и внутреннюю поверхности рабочего цилиндра, частично уравновешиваются, а результирующая от этих сил во много раз меньше каждой из них, взятой в отдельности, и направлена к оси рабочего цилиндра. При длительных действиях увеличенных нагрузок открывается предохранительный клапан и часть жидкости сбрасывается в сливную магистраль, понижая давление рабочей жидкости в поршневой полости рабочего цилиндра и дополнительной камере.
Однако, известная гидростойка обладает существенными недостатками, а именно, низкой ремонтопригодностью и высокими затратами на восстановление ее работоспособности. Эти недостатки обусловлены тем, что при динамическом воздействии на стойку энергия удара расходуется на сжатие рабочей жидкости и деформацию цилиндрической стенки дополнительной камеры, которую при значительных скоростях и величинах опускания кровли может "разорвать". Это приводит к тому, что, несмотря на отсутствие деформаций рабочего цилиндра и сохранении величины зазора между поршнем и внутренней стенкой рабочего цилиндра в допустимых пределах, стойка теряет свои функции по поддержанию кровли и, следовательно, становится неработоспособной. Для восстановления работоспособности гидростойки, необходимо наложить "заплату" на поврежденное место и обварить, заварить его. А это неизбежно связано с выдачей гидростойки на поверхность, так как "Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах" сварочные работы в подземных условиях запрещены, что повышает затраты на восстановление работоспособности гидростойки. Кроме того, сварочные работы сопровождаются глубоким местным прогревом гидростойки в местах наложения сварных швов, который может привести к недопустимым температурным деформациям рабочего цилиндра, что также снижает ремонтопригодность гидростойки.
Задачей заявляемого технического решения является повышение ремотопригодности гидростойки и снижение затрат на восстановление работоспособности.
Технический результат - снижение затрат на восстановление работоспособности гидростойки и повышение ее ремонтопригодности.
Указанный технический результат достигается тем, что гидравлическая стойка шахтной крепи, включающая рабочий цилиндр, поршень, разделяющий внутренний объем рабочего цилиндра на штоковую и поршневую полости, торцевые стенки, жестко соединенные с рабочим цилиндром, и цилиндрическую стенку, образующие дополнительную камеру, внутренняя полость которой охватывает наружную поверхность рабочего цилиндра и соединена с поршневой полостью рабочего цилиндра, дополнительно содержит уплотнения и накладки, посредством которых цилиндрическая стенка дополнительной камеры герметично сопряжена с торцевыми стенками дополнительной камеры с возможностью разъема.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, где изображена гидравлическая стойка шахтной крепи в разрезе.
Гидравлическая стойка содержит рабочий цилиндр 1, внутренняя поверхность которого подвижно сопряжена с уплотнением 2 поршня 3, камеру 4 в виде кольцевого резервуара постоянного объема, охватывающую наружную поверхность рабочего цилиндра 1, соединенную каналом 5 с поршневой полостью 6 гидростойки. Камера 4 образована цилиндрической стенкой 7 и торцевыми стенками 8, которые неподвижно соединены с рабочим цилиндром 1. Торцевые стенки 8 сопряжены с цилиндрической стенкой 7 с возможностью разъема посредством кольцевых накладок 9, уплотнений 10 и болтов 11. Гидростойка включает в себя также гидроблок 12 с предохранительным 13 и обратным разгрузочным клапаном 14.
Гидравлическая стойка шахтной крепи работает следующим образом. При "разрыве" цилиндрической стенки 7 камеры 4 после воздействия на стойку динамической нагрузки чрезмерно большой величины вывертывают болты 11, снимают кольцевые накладки 9 с уплотнениями 10 и заменяют вышедшую из строя цилиндрическую стенку 7 на новую. После этого устанавливают уплотнения 10, кольцевые накладки 9 и затягивают болты 11, герметично соединяя торцевые стенки 8 с цилиндрической стенкой 7, образуя камеру 4. Стойка готова к эксплуатации.
Наличие накладок и уплотнений, посредством которых цилиндрическая стенка камеры сопряжена с торцевыми с возможностью разъема, позволяет заменять цилиндрическую стенку камеры в подземных условиях без выдачи гидростойки на поверхность, что снижает затраты на восстановление ее работоспособности, а также позволяет повысить ремонтопригодность гидростойки за счет исключения температурного влияния на стенку рабочего цилиндра технологических операций (например, сварки) по восстановлению целостности цилиндрической стенки камеры.