PL149463B2 - Shielded roof supports for filler longwalls - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA OPIS PATENTOWY 149 463 POLSKA

Patent dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 87 12 31 (P. 269931)

Pierwszeństwo-Int. Cl.⁴ E21D 23/00

E21F 15/04

Int. Cl.⁵ E21D 23/00

E21F 15/04

URZĄD PATENTOWY RP

Zgłoszenie ogłoszono: 89 01 05

Opis patentowy opublikowano: 1990 06 30

niw*i ··«*

Urzędu Pateniowego

Twórcy wynalazku: Andrzej Lisowski, Kazimierz Sołtysek, Michał Fels, Marian Filipek, Stanisław Chrobok, Albert Opała, Józef Gąska, Marian Babiarz

Uprawniony z patentu: Główny Instytut Górnictwa,

Katowice (Polska)

Obudowa osłonowa dla ścian podsadzkowych

Przedmiotem wynalazku jest obudowa osłonowa dla ścian podsadzkowych wybieranych z podsadzką hydrauliczną lub suchą tworzoną z dowolnych materiałów w pokładach węgla lub w pokładach innych kopalin.

Obudowy osłonowe są zwykle konstruowane dla ścian zawałowych. Ich zasadniczą zaletą jest duża stabilność zestawów obudowy. Ponadto szczelne przykrycie stropu w przestrzeni roboczej ściany oraz przybliżenie do ociosu ściany linii opanowania górotworu, w tym przypadku linii, na której zostaje wywołany zawał stropu. Także skoncentrowanie dużego nacisku na stosunkowo krótkiej, zasadniczej stropnicy obudowy osłonowej, co z jednej srony zmniejsza strzałkę ugięcia stropu i utrzymuje jego spójność, z drugiej zaś tworzy silne podparcie na odzawałowych krawędziach stropnic, ułatwiające opanowanie górotworu /w tym przypadku formowanie się wysokiego zawału/. W ścianach zawałowych obudowy osłonowe sprawdziły się pod względem technicznym i ekonomicznym i wyparły niemal całkowicie obudowy podporowe.

Zalety obudów osłonowych wywołały tendencję do ich stosowania również w ścianach prowadzonych z podsadzką hydrauliczną.

Pierwsze udane próby realizowano według patentów 137585 i 137808, przy zastosowaniu tradycyjnej tamy podsadzkowej budowanej z drewna i płótna podsadzkowego. Zestawy obudowy osłonowej rozsuwano o około 0,7 m aby umożliwić ustawianie dodatkowej, tradycyjnej obudowy drewnianej, co warunkowało wprowadzenie za obudowę osłonową robotników, którzy ręcznie budowali tamę, przemieszczali rurociąg podsadzkowy, prowadzili proces podsadzania itp. Dostosowanie obudowy osłonowej do wymagań stosowanej wówczas tradycyjnej tamy i technologii podsadzania polegało jedynie na domontowaniu za zasadniczą stopnicą wysięgnika ramieniowego, na którym zawieszano rurociąg podsadzkowy. Uwzględniając, że była to zmiana nieistotna, można stwierdzić, że w powołanych wynalazkach stosowano zwykłą obudowę osłonową produkowaną dla ścian zawałowych. W tych zastosowaniach obudowa osłonowa utraciła jednak swe istotne zalety, mianowicie szczelne podparcie stropu i małą odległość między linią ociosu a linią opanowania górotworu, w tym przypadku linią podparcia stropu podsadzką wprowadzaną do zrobów. Pozostała jedynie duża stabilność zestawów jako niezbywalna cecha tego typu obudowy, pod warunkiem jej poprawnej konstrukcji.

149 463

W tym nurcie rozwojowym, dla ścian prowadzonych z zastosowaniem podsadzki hydraulicznej i tradycyjnej tamy podsadzkowej, powstała cała rodzina zmodyfikowanych obudów osłonowych, nazywanych podporowo-osłonowymi. Charakterystyczną cechą tych obudów jest tylna stropnica ulokowana na przedłużeniu stropnicy zasadniczej, podpierana dodatkowym siłownikiem hydraulicznym wspartym na osłonie, w jej dolnej części. Również te obudowy, stosowane wraz z tradycyjną obudową drewnianą i tradycyjną tamą podsadzkową, nie zapewniły wykorzystania żadnej z podkreślonych wyżej zalet obudów osłonowych.

Postęp uzyskany w dostosowaniu obudów osłonowych do warunków, które występują w eksploatacji z podsadzką hydrauliczną wiąże się z wyeliminowaniem tradycyjnej tamy podsadzkowej budowanej z drewna i płótna podsadzkowego. Według zgłoszenia patentowego P-258791 zastosowano tamę, która składa się z łańcuchowej, odkształcalnej konstrukcji wsporczej zamocowanej do obudowy górniczej oraz ze zwykłego płótna podsadzkowego rozwijanego na tę konstrukcję z bębnów także zawieszonych na obudowie pod stropnicami.

W dostosowaniu do tej tamy powstała zmodyfikowana obudowa osłonowa według zgłoszenia patentowego P-258 792. Zestawy tej obudowy o powszechnie przyjętej szerokości około 1,4 m i podziałce 1,5 m, nie są rozsuwane. Obudowa osłonowa utrzymuje więc swą zaletę pełnego przykrycia stropu, którą cechuje się w zastosowaniu do eksploatacji zawałowej. Nadal nie zabezpiecza jednak charakterystycznego dla obudów osłonowych, maksymalnego przybliżenia do ociosu ściany, linii opanowania górotworu, tj. linii wypełnienia zrobów podsadzką. W omawianym rozwiązaniu zastosowano bowiem od strony zrobów dwie dodatkowe stropnice i podpierający je stojak, wsparty na konstrukcji przedłużającej spągnicę obudowy osłonowej. Pierwsza z dodatkowych stropnic jest ulokowana na przedłużeniu zasadniczej stropnicy obudowy osłonowej: a do niej jest przymocowana druga stropnica wychylna, przy czym stojak przejmuje nacisk górotworu z obydwóch stropnic. Najmniejsza osiągalna w tym typie obudowy, odległość tamy podsadzkowej od ociosu ściany wydobywczej wynosi około 7 m, a więc jest niestety duża.

Ponadto obudowa omawianego typu i stosowana z nią tama według zgłoszenia P-258 791 i P-258 792, nie zabezpieczają szczelności podsadzania. Między rolką prowadzącą płótno podsadzkowe a stropnicą, zwłaszcza przy małym nachyleniu pokładu, mieszanina podsadzkowa może się wydostawać z otamowanej przestrzeni. Omawianych wad nie usuwają również dalsze modyfikacje wprowadzone w zgłoszeniach patentowych P-267 356 i P-267 355 oraz W-80 880 i W-81 030.

Celem niniejszego wynalazku jest usunięcie dotychczasowych wad obudów osłonowych stosowanych do wybierania pokładów z podsadzką. Konstrukcja obudowy według wynalazku może współpracować z przesuwną tamą według zgłoszenia P-265 660. Trwała elastyczna przepona wspierająca się o osłony obudowy osłonowej i przemieszczająca się w ślad za nią za pomocą siłowników hydraulicznych, nie musi być każdorazowo spinana czy montowana. Jej bieżąca obsługa polega na uruchamianiu siłowników hydraulicznych i odbywa się spod obudowy osłonowej, nie ma więc potrzeby tworzenia za obudowę osłonową dodatkowej strefy chronionej obudowę, w której mogliby pracować ludzie. Wymiana przepony lub reperacja mechanizmu przesuwającego przeponę wymaga od strony zrobów jedynie niewielkiej strefy stropu zabezpieczonego bezpośrednio nad osłoną o szerokości około 1,5 4- 2 m. Strefa ta powinna również zapobiegać opadowi stropu na przeponę, co przy niekorzystnym stropie może ewentualnie prowadzić do przedłużenia stropnicy ale bez stosowania dodatkowych stojaków i wprowadzania ludzi za osłonę obudowy. Tama wg zgłoszenia P-265 660 otwiera więc możliwość zmniejszenia szerokości podparcia stropu w ścianie o około 2 -i- 3 m w stosunku do obudowy według zgłoszenia patentowego P-258 792.

Jednak tama ta wymaga równocześnie zwiększenia odstępu między osłonami obudowy osłonowej aby uzyskać tym sposobem dostęp do przepony, w której muszą być ulokowane zarówno okienka do odpuszczania wody podsadzkowej z otamowanej przestrzeni jak też odgałęzienia rurociągu doprowadzające za tamę podsadzkę np. hydrauliczną. Tama wymaga również dostosowania obudowy do wymagań, które wynikają z konieczności uszczelnienia podsadzanej przestrzeni w obszarze między osłoną a tylną stropnicą oraz z konieczności ulokowania rurociągu podsadzkowego nie za osłoną a przed nią, w przestrzeni roboczej ściany.

Istota konstrukcji obudowy osłonowej według niniejszego wynalazku polega na tym, że stropnica zasadnicza i umieszczona za nią stropnica wychylna są poszerzone w stosunku do

149 463 osłony obudowy, tak aby stosunek ich szerokości był bliski dwa do jeden, zaś siłownik wychylający tylną stropnicę poprzez odpowiednią dźwignię jest umieszczony po odociosowej stropnicy osłonowej. Do osłony i stropnicy jest przymocowana uszczelka oporowa uformowana w kształt kanału do którego przepona tamy podsadzkowej jest dociskana siłownikiem. Korzystnie obudowa ma ną osłonie konstrukcję podporową o regulowanej długości i regulowanym odchyleniu od dolnej krawędzi osłony* umożliwiającą dostosowanie warunków odrowadzenia wody podsadzkowej pod przeponą i warunków przemieszczania przepony po osłonie. Również korzystnie ma konstrukcję do zawieszania rurociągu, złożoną ze stopy, ramienia i cięgła, przymocowaną do spągnicy obudowy, umożliwiającą regulację położenia rurociągu w roboczej przestrzeni ściany.

Opisana istota konstrukcji obudowy, dostosowana do współpracy z tamą podsadzkową wg zgłoszenia P-265 660 zapewnia pełne przykrycie stropu i maksymalne przybliżenie do ociosu ściany, linii opanowania stropu — w tym przypadku linii podparcia stropu przez podsadzkę hydrauliczną. Umożliwia załodze, która stale znajduje się pod obudową osłonową, bezpieczne prowadzenie wszystkich podstawowych czynności procesu podsadzania, w tym zwłaszcza: przemieszczanie przesuwnej tamy, doprowadzanie podsadzki za przeponę, odprowadzanie wody podsadzkowej i przemieszczanie rurociągu — co w dotychczas stosowanych typach obudowy osłonowej było niemożliwe. Zapewnia też dużą, nieosiągalną dotychczas szczelność podsadzania co jest istotną zaletą i cechą obudowy według wynalazku.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładowym rozwiązaniu na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia obudowę osłonową w widoku z boku, a fig. 2 — tylną część obudowy, głównie osłonę do strony podsadzki.

Za zasadniczą stropnicą 1 obudowy osłonowej jest umieszczona dodatkowa stropnica wychylna 2 dociskana do stropu układem dźwigniowym 3 i siłownikiem 4, który jest ulokowany za osłoną 5 tak, aby przestrzeń odzrobowa między wychylną stropnicą 2 i osłoną 5 była wolna dla ruchu zlokalizowanej tam przepony 6 tamy podsadzkowej. W przykładowym rozwiązaniu przewiduje się taką lokalizację osi 7 wychylnej stropnicy 2 względem osi łączącej stropnicę zasadniczą 1 z osłoną 5, aby uzyskać najkorzystniejszy rozkład sił w węźle powstającym między stropnicą zasadniczą 1, stropnicą tylną 2, jej układem dźwigniowym 3 oraz osłoną 5. Temu wymaganiu podporządkowuje się również sposób zamocowania korzystnie dwóch siłowników 4 podłączonych jednym końcem do wychylnej stropnicy 2 drugim zaś do stropnicy zasadniczej 1 lub alternatywnie do osłony 5, z tym, że wybór alternatywy korzystniejszej jest dokonywany przy uwzględnieniu sił występujących we wskazanym wyżej węźle oraz przy uwzględnieniu lokalizacji mechanizmu przesuwu tamy podsadzkowej według zgłoszenia patentowego P-265 660. Hydrauliczny siłownik 8 mechanizmu przesuwu tamy podsadzkowej jest zamocowany do dolnej powierzchni zasadniczej stropnicy 1 obudowy osłonowej, korzystnie w jej osi, co zapewnia mniejsze opory podciągania przepony 6 i eliminuje siły skręcające zestaw obudowy. Siłowniki 4 mocuje się do stropnicy zasadniczej 1 lub alternatywnie do osłony korzystnie w pobliżu jej lewego i prawego skraju.

Stropnice, zarówno zasadnicza 1 jak wychylna 2 są poszerzone w stosunku do znanych obudów osłonowych, korzystnie do wymiaru 1,90 -l·1,95 m, a podziałka zestawu obudowy wynosi 2 m /fig. 2/, co zapewnia pełne przykrycie stropu. Równocześnie osłona 5 obudowy wg wynalazku jest w części środkowej i dolnej zwężona do około 1,0 -ί-1,2 m, co przy podziałce zestawu równej 2 m zapewnia do przepony dostęp o szerokości około 0,8 -M,0 m. Aby zapobiec w tej strefie wybrzuszaniu się przepony pod naciskiem materiału podsadzkowego przewiduje się możliwość stosowania odpowiednich kształtowników 2 przymocowanych do osłony 5 /fig. 2/.

Szczelność tamy podsadzkowej zapewnia się stosując w każdym zestawie obudowy wg wynalazku oporową uszczelkę 12, korzystnie z taśmy transporterowej, przymocowaną między osłoną 5 a stropnicą 2, na której jest uformowany próg 13. Przepona 6 przemieszczana siłownikiem 8 w górne położenie, jest swą podstropową, pogrubioną krawędzią 14 dociskana do uszczelki 12 uformowanej w kształt kanału 15, podobnego do odwróconej litery „U“. Opór, który stawia dociskanej przeponie 6 uszczelka 12 w strefie kanału 15 zapewnia szczelność tamy.

W obudowie według wynalazku uszczelka 12 jest przymocowana do osłony tworząc na niej wykładzinę a w swej przystropnicowej części poza progiem 13 jest uformowana w kształt fartucha 16, którego długość jest dobierana do warunków podsadzania ściany. Fartuch 16 może albo tylko

149 463 trochę wystawać poza próg 13 albo też może mieć taką długość, że zwisając od stropnicy 2 przykrywa górną krawędź przepony 14 nawet wówczas gdy ta zajmuje na osłonie najniższe położenie. Uszczelka, w części uformowanej w kształt kanału 15, fartucha 16, jest szersza od stropnicy, co ze względu na elastyczność uszczelki nie utrudnia przemieszczania się zestawów obudowy, zwiększa natomiast szczelność tamy na styku sąsiednich zestawów obudowy, zwłaszcza gdy zestawy te nie są ustawione w jednej linii. Aby poprawić sposób rozprowadzania materiału podsadzkowego osadzanego w otamowanej przestrzeni i zwiększyć tym sposobem szczelność podsadzania mogą być alternatywnie stosowane dodatkowe fartuchy z taśmy transporterowej mocowane do tylnej stropnicy 2 wzdłuż jej osi prostopadłej do ociosu ściany.

Gdy wymagają tego warunki pokładu, na osłonie 5 od strony zrobów stosuje się alternatywnie specjalną blachę podporową 10 o kształcie zbliżonym do kształtu osłony, o regulowanej długości przymocowaną przegubowo do osłony w jej górnej części i wyposażoną w konstrukcję podpierającą 11, która umożliwia zmianę odległości blachy podporowej 10, od dolnej krawędzi osłony 5 i tym sposobem powiększenie przestrzeni wykorzystywanej pod przeponą do odprowadzania wody podsadzkowej. Regulując długość i nachylenie blachy podporowej 10 dostosowuje się charakterystykę obudowy osłonowj wg wynalazku do nachylenia i wysokości pokładu, warunków odprowadzania wody podsadzkowej pod przeponą 6 i warunków jej przemieszczania po osłonie 5.

Rurociąg 17 doprowadzający podsadzkę hydrauliczną do otamowanej przestrzeni jest zawieszony w przestrzeni roboczej ściany na specjalnej konstrukcji przymocowanej do spągnicy 18 obudowy. Konstrukcja składa się ze stopy 1 ramienia 20 i łańcucha 21. Stopa 10 jest mocowana do spągnicy w płaszczyźnie prostopadłej do spągu z możliwością regulacji położenia stopy względem punktu obrotu 22. Ramię 20 jest w punkcie obrotu 22 trwale połączone ze stopą 19, posiada możliwość regulacji długości i jest zabezpieczone korzystnie elementem sprężystym przed trwałym odkształceniem pod wpływem sił przemieszczających rurociąg 17. Łańcuch 21 posiada regulowaną długość i jest wyposażony w uchwyty 23, rurociągu 17. Regulacja położenia stopy 1, długości ramienia 20 i łańcucha 21 umożliwia dostosowanie do nachylenia i wysokości pokładu sposobu zawieszenia rurociągu, tak aby nie ulegał on deformacjom i umożliwiał swobodne przejście załogi w ścianie.

Rurociąg stosowany we współpracy z obudową według wynalazku jest odpowiednio uelastyczniony, korzystnie za pomocą sprzęgieł wpinanych między ruty podsadzkowe o długości dobranej do warunków ściany. Konstrukcja, w którą wyposaża się obudowę wg wynalazku, umożliwia takie dostosowanie sposobu zawieszania rurociągu 17 aby zapewnić swobodne przemieszczanie zestawów obudowy i równocześnie zapobiec uszkodzaniu zarówno rurociągu jak elastycznych sprzęgieł, zasuw, wpustów itd.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Obudowa osłonowa dla ścian podsadzkowych, w których przestrzeń po wybranym pokładzie węgla lub innej kopaliny jest wypełniana podsadzką z zastosowaniem przesuwnej tamy podsadzkowej, umożliwiająca maksymalne przybliżenie doprowadzanej podsadzki do ociosu ściany, mająca wychylną stropnicę, umieszczoną bezpośrednio za zasadniczą stropnicą obudowy osłonowej, znamienna tym, że stropnica zasadnicza (1) i wychylną (2) są poszerzone w stosunku do osłony (5) obudowy osłonowej, tak, że stosunek ich szerokości jest bliski dwa do jeden, zaś siłownik wychylający tylną stropnicę (2) poprzez dźwignię (3) jest umieszczony po odciosowej stronie osłony.
2. 2. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że ma oporową uszczelkę (12), przymocowaną do osłony (5) i stropnicy (2) wyposażonej w próg (13) uformowaną w kształt kanału (15) do którego przepona (6) tamy podsadzkowej jest dociskana siłownikiem (8).
3. 3. Obudowa według zastrz. 1 lub 2, znamienna tym, że ma na osłonie (5) konstrukcję podporową (10) o regulowanej długości i odchylaniu od dolnej krawędzi osłony (5) umożliwiającą dostosowanie warunków odprowadzania wody podsadzkowej pod przeponę (6) i warunków przemieszczania przepony po osłonie (5) do nachylenia i wysokości pokładu.
4. 4. Obudowa według zastrz. 1 lub 2, znamienna tym, że ma konstrukcję do zawieszania rurociągu (17) złożoną ze stopy (19) ramienia (20) i cięgła (21) przymocowaną do spągnicy (18) obudowy, umożliwiającą regulację położenia rurociągu w roboczej przestrzeni ściany.

   18 22,

   149 463

   0$m

   Pracownia Poligraficzna UP RP. Nakład 100 egz.

   Cena 1500 zł