RU15752U1

RU15752U1 - SHIELD FASTENERS

Info

Publication number: RU15752U1
Application number: RU2000113017/20U
Authority: RU
Inventors: А.А. Добриян; В.Н. Тарасов
Original assignee: Институт горного дела - научно-исследовательское учреждение СО РАН
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2000-11-10

Abstract

1. Щитовая крепь, состоящая из соединенных между собой секций, каждая из которых включает по меньшей мере одну опорную стойку, связанную верхним шарниром с перекрытием, а нижним - с основанием, на котором жестко закреплен объемный сектор, секторный оградительный элемент, установленный на основании с возможностью вращательного движения и шарнирно связанный с перекрытием, по меньшей мере один домкрат передвижки, шарнирно прикрепленный одним концом к перекрытию, а другим - к основанию, отличающаяся тем, что объемный сектор размещен внутри секторного оградительного элемента, ось вращения которого совпадает с геометрическим центром объемного сектора, при этом внутри секторного оградительного элемента и на наружной стороне объемного сектора закреплены упоры.2. Крепь по п.1, отличающаяся тем, что прямая, соединяющая ось нижнего шарнира опорной стойки и ось вращения секторного оградительного элемента, параллельна основанию, верхний шарнир опорной стойки равноудален от концов перекрытия, ее длина равна половине длины b перекрытия, а расстояние d между осями вращения нижнего шарнира опорной стойки и секторного оградительного элемента определяется соотношением3d-r=b,где r - радиус вращения оси шарнира секторного оградительного элемента, соединяющего его с перекрытием, м.1. Shield support, consisting of interconnected sections, each of which includes at least one support post connected by an upper hinge to the ceiling, and the lower one to the base, on which the volume sector is rigidly fixed, a sector fencing element mounted on the base with the possibility of rotational movement and pivotally connected with the overlap, at least one jack carriage pivotally attached at one end to the overlap, and the other to the base, characterized in that the volume sector is placed inside sec a fence element, the axis of rotation of which coincides with the geometric center of the volume sector, while stops are fixed inside the sector fence element and on the outside of the volume sector. 2. The support according to claim 1, characterized in that the straight line connecting the axis of the lower hinge of the support pillar and the axis of rotation of the sector fencing element is parallel to the base, the upper hinge of the support pillar is equidistant from the ends of the ceiling, its length is half the length b of the ceiling, and the distance d between the axes the rotation of the lower hinge of the support pillar and the sector fence element is determined by the ratio 3D-r = b, where r is the radius of rotation of the axis of the hinge of the sector fence element connecting it to the ceiling, m

Description

Предполагаемая полезная модель относится к горному делу, а именно к созданию щитовых крепей, и может найти применение при разработке крутых угольных пластов.The proposed utility model relates to mining, namely the creation of shield supports, and may find application in the development of steep coal seams.

Известен щит для отработки наклонных пластов патент РФ №2034989, кл. Е 21 D 19/02, опубл. в БИ №13, 1995 г., состоящий из секций, каждая из которых включает перекрытие, лыжи основания с секторной опорой, опорные стойки, соединенные с лыжей основания и перекрытием, и гидродомкраты передвижки, щарнирно прикрепленные одним концом к перекрытию, а другим - к секторным опорам лыж основания. На перекрытии каждой секции установлены прямолинейные направляющие, в которых размещены ползуны, щарнрфно соединенные с опорными стойками, и гидродомкраты, щарнирно прикрепленные одним концом к перекрытию, а другим - к ползунам. Прямолинейные направляющие направлены к забою и имеют ограничители хода ползуна.Known shield for mining inclined formations RF patent No. 2034989, class. E 21 D 19/02, publ. in BI No. 13, 1995, consisting of sections, each of which includes a ceiling, base skis with a sector support, support legs connected to the base ski and the ceiling, and moving jacks pivotally attached at one end to the ceiling and the other to sector support ski base. On the overlap of each section, rectilinear guides are installed, in which sliders are placed, which are attached to the support posts, and hydraulic jacks, which are hingedly attached at one end to the floor and at the other, to the sliders. Rectilinear guides are directed to the bottom and have slide stops.

К недостаткам данного щита следует отнести то, что для передвижения ему необходимо преодолевать силу трения между перекрыгием и секторной опорой, которая пропорциональна нафузке со стороны обрущенпых пород. При работе щита в условиях с повыщенным давлением обрушенных пород усилия гидродомкратов на передвижку лыж оснований оказаться недостаточными, что приведет к потере работоспособности крепи.The disadvantages of this shield include the fact that in order to move it it is necessary to overcome the frictional force between the slab and the sector support, which is proportional to the pressure on the side of the breached rocks. When the shield is operating in conditions with high pressure of collapsed rocks, the efforts of the hydraulic jacks to move the skis of the bases will be insufficient, which will lead to a loss of lining performance.

Кроме того, траектория движения козырька перекрытия при неподвижном основании в известном щите представляет собой дугу, в|.1гнутую в сторону кровли пласта. Следовательно, при плотном контакте с кровлей перекрытие будет заклиниваться, что также приведет к потере работоспособности крепи.In addition, the trajectory of the visor of the overlap with a fixed base in the well-known shield is an arc bent | .1 bent towards the roof of the formation. Consequently, with close contact with the roof, the overlap will jam, which will also lead to a loss of lining performance.

Щитовая крепьShield support

Кроме того, в известном щите отсутствуют элементы, которые ограничивали бы смещение перекрытия относительно секторной опоры, что делает возможным прорыв обрушенных пород под крепь в случае снятия гидродомкрата передвижки, например, для его замены. При этом щит остается неработоспособным на все время отсутствия этих гидродомкратов.In addition, in the well-known shield there are no elements that would limit the displacement of the overlap relative to the sector support, which makes it possible to break the collapsed rocks under the lining in case of removing the hydraulic jack of the movement, for example, to replace it. In this case, the shield remains inoperative for the entire time the absence of these hydraulic jacks.

Известна механизированная крепь а. с. СССР № 440489, кл. Е 21 d 19/02, опубл. в БИ №31, 1974 г., состоящая из секций, каждая из которых включает в себя опорные стойки, щарнирно связанные с перекрытием и основанием, на котором жестко закреплено сплошное ограждение, внутри которого размещен секторный оградительный элемент, установленный с возможностью вращательного движения и щарнирно связанный с перекрытием, и домкрата передвижки, щарнирно прикрепленного одним концом к перекрытию, а другим - к основанию.Known mechanized support a. with. USSR No. 440489, class E 21 d 19/02, publ. in BI No. 31, 1974, consisting of sections, each of which includes support racks, pivotally connected to the ceiling and the base, on which a solid fence is rigidly fixed, inside which a sector fencing element is installed, mounted with the possibility of rotational movement and pivotally associated with the ceiling, and the jack of the movement, pivotally attached at one end to the ceiling, and the other to the base.

Недостатком данной крепи является то, что секторный оградительный элемент находится внутри сплошного ограждения, закрепленного на основании, что затрудняет демонтаж последнего, так как извлечение основания производится путем его перемещения по падению пласта. Отсутствие секторного оградительного элемента во время демонтажных работ делает рабочее пространство у почвы пласта незащищенным, что может привести к прорьшу обрушенных пород и потере работоспособности крепи.The disadvantage of this lining is that the sector protecting element is located inside a solid fence fixed to the base, which makes it difficult to dismantle the latter, since the base is removed by moving it along the dip of the formation. The absence of a sectoral protective element during dismantling makes the working space near the formation soil unprotected, which can lead to the collapse of collapsed rocks and the loss of lining performance.

Кроме того, в известной крепи отсутствуют упоры для ограничения вращательного движения секторного оградительного элемента, что делает возможным прорыв обрущенных пород под крепь при снятии домкрата передвижки. В этом случае при неконтролируемом перемещении перекрытия на шаг, превышающий регламентированное расстояние, конец секторного оградительного элемента может выйти из-за сплошного ограждения, что приведет к потере работоспособности крепи.In addition, in the known lining there are no stops to limit the rotational movement of the sector fencing element, which makes it possible breakthrough of breached rocks under the lining when removing the moving jack. In this case, with the uncontrolled movement of the ceiling by a step exceeding the regulated distance, the end of the sector fencing element may come out due to a solid fence, which will lead to a loss of operability of the lining.

Кроме того, траектория движения перекрытия относительно напластования не является прямолинейной, а включает также перемещения в направлении от кровли - к почве и обратно. В этом случае между перекрытием и кровлей образуется зазор, который не защищен от попадания кусков обрушенных пород, передвигающихся вслед за крепью, что может привести к заклиниванию крепи.In addition, the trajectory of the overlap relative to the bedding is not straightforward, but also includes movements in the direction from the roof - to the soil and back. In this case, a gap is formed between the ceiling and the roof, which is not protected from falling pieces of collapsed rocks moving after the lining, which can lead to jamming of the lining.

Технической задачей предлагаемого решения является повышение работоспособности крепи за счет устранения возможности прорыва пород в рабочее пространство со стороны почвы пласта и снижения сил трения при ее передвижке.The technical task of the proposed solution is to increase the lining operability by eliminating the possibility of rock breakthrough into the working space from the side of the formation soil and reducing friction forces during its movement.

Поставленная задача решается тем, что в щитовой крепи, состоящей из соединенных между собой секций, каждая из которых включает по меньшей мере одну опорную стойку, связанную верхним шарниром с перекрытием, а нижним - с основанием, на котором жестко закреплен объемный сектор, секторный оградительный элемент, установленный на основании с возможностью вращательного движения и шарнирно связанный с перекрытием, по меньшей мере один домкрат передвижки, шарнирно прикрепленный одним концом к перекрытию, а другим - к основанию, согласно предлагаемому решению, объемный сектор размещен внутри секторного оградительного элемента, ось вращения которого совнадает с геометрическим центром объемного ceioropa, при этом внутри секторного оградительного элемента и на наружной стороне объемного сектора закреплены упоры.The problem is solved in that in the shield support, consisting of interconnected sections, each of which includes at least one support post connected by an upper hinge to the ceiling, and the lower one - with the base on which the volume sector is rigidly fixed, the sector fencing element mounted on the base with the possibility of rotational movement and pivotally connected to the overlap, at least one moving jack pivotally attached at one end to the overlap and the other to the base, according to the proposal CB solution volume sector arranged inside a sector of the protective element, whose axis of rotation with the geometric center sovnadaet surround ceioropa, wherein the sector inside the protective element and on the outer side of the bulk sector fixed abutments.

Размещение объемного сектора, жестко закрепленного на основании, внутри секторного оградительного элемента дает возможность производить демонтаж основания под защитой перекрытия и секторного оградительного элемента, что исключает прорыв пород под крепь со стороны почвы пласта.Placing a volume sector, rigidly fixed on the base, inside the sector barrier element makes it possible to dismantle the base under the protection of the ceiling and the sector barrier element, which eliminates the breakthrough of rocks under the lining from the side of the formation soil.

Закрепление внутри секторного оградительного элемента и на наружной стороне объемного сектора упоров позволяет исключить прорыв обрушенных пород по почве пласта при неконтролируемой посадке перекрытия, которая возможна при отсутствии домкратов передвижки. Следовательно, благодаря упорам крепь остается в работоспособном состоянии независимо от наличия в ней домкрата передвижки. Целесообразно для надежности работы упоров расположить их на одинаковом расстоянии от геометрического центра объемного сектора и от центра секторного оградительного элемента.Fixing inside the sector fence element and on the outside of the volume sector of the stops allows to exclude the breakthrough of collapsed rocks in the soil of the formation in an uncontrolled landing overlap, which is possible in the absence of jacks moving. Therefore, thanks to the stops, the lining remains in operable condition, regardless of the presence of a moving jack in it. It is advisable for the reliability of the stops to place them at the same distance from the geometric center of the volume sector and from the center of the sector fencing element.

Совмещение оси вращения секторного оградительного элемента с геометрическим центром объемного сектора позволяет значительно уменьшить силу трения между ним и перекрытием, так как в этом случае конец перекрытия совершает только вращательное движения вокруг оси шарниров. При этом между объемным сектором и секторным оградительным элементом становится возможным предусмотреть гарантированный зазор, равный 1... 5 мм. Снижение трения между ними позволяет применять крепь в условиях с повьш 1енными нагрузками со стороны налегающих пород, причем использовать домкраты передвижки с меньшими усилиями.The combination of the axis of rotation of the sector fencing element with the geometric center of the volume sector can significantly reduce the friction force between it and the overlap, since in this case the end of the overlap performs only rotational movement around the axis of the hinges. At the same time, it becomes possible to provide a guaranteed gap of 1 ... 5 mm between the volumetric sector and the sectoral protective element. Reducing the friction between them allows the use of lining in conditions with increased stresses from the overlying rocks, and the use of jacks moving with less effort.

Целесообразно, чтобы прямая, соединяющая ось нижнего щарнира опорной стойки и ось вращения секторного оградительного элемента, была параллельна основанию, верхний шарнир опорной стойки равноудален от концов перекрытия, ее длина равна половине длины b перекрытия, а расстояние d между осями вращения нижнего щарнира опорной стойки и секторного оградительного элемента определялось соотношениемIt is advisable that the straight line connecting the axis of the lower hinge of the support pillar and the axis of rotation of the sector guard element be parallel to the base, the upper hinge of the support pillar is equidistant from the ends of the floor, its length is half the length b of the overlap, and the distance d between the axes of rotation of the lower hinge of the support pillar and sector fencing element was determined by the ratio

где г - радиус вращения оси щарнира секторного оградительного элемента, соединяюптего его с перекрытием, м.where r is the radius of rotation of the axis of the hinge of the sector fencing element, connecting it to the ceiling, m

,,

Выполнение условия параллельности основанию прямой, соединяющей оси вращения секторного оградительного элемента и нижнего шарнира опорной стойки, а также выбор указанных параметров щитовой крепи обеспечивают прямолинейность траектории козырька перекрытия относительно напластования. Отклонение траектории от прямой линии в этом случае составляет не более 1 мм при шаге посадке крепи 1000 мм.Fulfillment of the condition of parallelism to the base of the straight line connecting the axis of rotation of the sector fence element and the lower hinge of the support column, as well as the selection of the indicated parameters of the shield support, ensure that the trajectory of the ceiling visor is straightforward relative to the bedding. The deviation of the trajectory from a straight line in this case is not more than 1 mm with a step of landing support lining 1000 mm.

Таким образом, получая прямолинейную траекторию перекрытия у кровли пласта, тем самым исключают заклинивание крени при плотном контакте крепи с породами и накопление ошибок при движении ее в пласте.Thus, obtaining a rectilinear trajectory of overlapping at the top of the formation, thereby eliminating jamming of the roll when the lining is in close contact with the rocks and the accumulation of errors when it moves in the formation.

Сущность технического решения ноясняется примером конкретного исполнения и чертежами, где на фиг, 1 изображен изометричесий вид секции щитовой крепи с вьшесенными перекрытием и секторным оградительным элементом, на фиг.2 - схема работы секции крепи.The essence of the technical solution is described as an example of a specific design and drawings, where in Fig. 1 is an isometric view of a section of a roof support with suspended ceiling and a sector protective element, in Fig. 2 is a diagram of the operation of a roof support section.

Щитовая крепь состоит из соединенных между собой секций (фиг. 1), каждая из которых включает по меньшей мере одну опорную стойку 1, связанную верхним шарниром с перекрытием 2, нижним - с основанием 3, па котором жестко закреплен объемный сектор 4, секторный оградительный элемент 5, установленный на основании 3 с возможностью вращательного движения и шарнирно связанный с перекрытием 2, по меньшей мере один домкрат 6 передвижки, шарнирно прикрепленный одним концом к перекрытию 2, а другим - к основанию 3. Объемный сектор 4 размещен внутри секторного оградительного элемента 5 , ось вратцения которого совпадает с геометрическим центром объемного сектора 4. На наружной стороне объемного сектора 4 и внутри секторного оградительного элемента 5 на равном расстоянии от геометрического центра объемного сектора 4 закреплены упоры 7 и 8 соответственно. Прямая, соединяющая ось нижнего щарнира опорной стойки 1 и ось вращения секторного оградительногоThe shield support consists of interconnected sections (Fig. 1), each of which includes at least one support post 1, connected by an upper hinge with a ceiling 2, and a lower one with a base 3, on which a volume sector 4 is rigidly fixed, a sector fencing element 5, mounted on the base 3 with the possibility of rotational movement and pivotally connected to the overlap 2, at least one moving jack 6 pivotally attached at one end to the overlap 2, and the other to the base 3. The volume sector 4 is located inside the sector stops 5, the rotation axis of which coincides with the geometric center of the volume sector 4. On the outer side of the volume sector 4 and inside the sector fence element 5 at an equal distance from the geometric center of the volume sector 4 are fixed stops 7 and 8, respectively. A straight line connecting the axis of the lower hinge of the support column 1 and the axis of rotation of the sector guard

элемента 5, параллельна основанию 3 (фиг.2). Верхний шарнир опорной стойки 1 равноудален от концов перекрытия 2, длина опорной стойки 1 равна половине длины b нерекрытия 2, а расстояние d между осями вращения нижнего шарнира опорной стойки 1 и секторного оградительного элемента 5 определяется соотношениемelement 5, parallel to the base 3 (figure 2). The upper hinge of the support pillar 1 is equidistant from the ends of the ceiling 2, the length of the support pillar 1 is half the length b of the non-closure 2, and the distance d between the rotation axes of the lower hinge of the support pillar 1 and the sector guard element 5 is determined by the ratio

I де г - радиус вращения оси шарнира секторного оградительного элемента 5, соединяющего его с перекрытием 2, м.I de g is the radius of rotation of the axis of the hinge of the sector fencing element 5, connecting it to the overlap 2, m

ГЦитовая крепь работает следующим образом. В начальном положении (фиг. 2) перекрытие 2 опирается у кровли пласта на угольный целик и опорную стойку 1, у почвы - на секторный оградительный элемент 5, а нижние концы оснований 3 - на целик у почвы пласта. Домкрат 6 передвижки включают на распор (на фиг. 2 не показано). Затем производят отбойку верхней пачки угольного пласта, например буровзрьгоным способом, на шаг посадки крепи. Перекрытие 2 под действием нагрузки обрушенных пород и усилия домкрата 6 передвижки совершает поступательновращательное движение, а его конец у кровли пласта перемещается вдоль напластования по прямолшнейной траектории. Тем самым устраняется вероятность зажима нерекрытия 2 в случае плотного контакта с кровлей, снижается вероятность накопления ощибок в траектории движения крепи в пласте, что повышает ее работоспособность. Шарнирно связанный с перекрытием 2 секторный оградительный элемент 5 вращается вокруг своей оси снаружи неподвижного объемного сектора 4, оперативно перекрывая рабочее пространство крепи со стороны почвы пласта. Перемещение продолжается до контакта козырька перекрытия с угольным целиком у кровли пласта. После транспортировки отбитого угля производят отбойку целика у почвы пласта на шаг посадки крепи. Вслед за отбойкой перекрытие 2 под действием обруше п1ых пород и домкрата 6 передвижки, включенного наGtsitovaya lining works as follows. In the initial position (Fig. 2), the overlap 2 rests at the seam roof on the coal pillar and support pillar 1, at the soil - on the sector fence element 5, and the lower ends of the bases 3 - on the pillar at the soil of the reservoir. The jack 6 of the shift include on the spacer (Fig. 2 is not shown). Then, the upper pack of the coal seam is blasted, for example, using the drilling and blasting method, to the landing step of the lining. Overlap 2 under the influence of the load of collapsed rocks and the efforts of the jack 6 of the movement performs translational-rotational movement, and its end at the roof of the reservoir moves along the bed along a straight trajectory. This eliminates the likelihood of clamping non-closure 2 in case of tight contact with the roof, reduces the likelihood of errors in the trajectory of the lining in the reservoir, which increases its performance. Pivotally connected to the overlap 2, the sector protecting element 5 rotates around its axis from the outside of the stationary volume sector 4, quickly blocking the working space of the lining from the soil side of the formation. The movement continues until the overlapping visor contacts the entire coal at the formation roof. After transportation of the beaten-out coal, the pillar is broken off at the formation soil at the step of landing the lining. Following the blasting, the overlap 2 under the action of a hoop of the first rocks and a jack 6 of the movement included in

,,

втягивание штока, совершает разворот вокруг точки контакта с угольным целиком в направлении падения пласта, при этом основание 3, шарнирно связанное с задней частью перекрытия 2 секторным оградительным элементом 5, передвигается в том же направлении по почве пласта. Секторный оградительный элемент 5, вращаясь снаружи объемного сектора 4 вокр)т геометрического центра последнего, возвращается в свое начальное положение. Далее цикл работы щитовой крепи повторяется.retracting the rod, makes a turn around the point of contact with the whole coal in the direction of the formation fall, while the base 3, pivotally connected to the rear part of the overlap 2 by a sector protective element 5, moves in the same direction along the soil of the formation. Sector fencing element 5, rotating outside the volume sector 4 around the geometric center of the latter, returns to its initial position. Further, the cycle of operation of the shield support is repeated.

В случае необходимости замены домкрата 6 передвижки производят его отсоединение от перекрытия 2 и основания 3. При этом секция крепи остается работоспособной на весь срок отсутствия домкрата 6 передвижки, так как упоры 7 и 8, выполненные в виде пластин, и установленные на равном расстоянии от геометрического центра объемного сектора 4 внутри секторного оградительного элемента 5 и на наружной стороне объемного сектора 4 соответственно, ограничивают передвижение секторного оградительного элемента 5, а вместе с ним - и перекрытия 2. Следовательно, в случае неконтролируемой посадки перекрьггия 2 на шаг, превышающий регламентированное расстояние, исключается прорыв пород под крепь со стороны почвы пласта.If it is necessary to replace the sliding jack 6, it is disconnected from the ceiling 2 and the base 3. At the same time, the lining section remains operational for the entire period of absence of the sliding jack 6, since the stops 7 and 8, made in the form of plates, and installed at an equal distance from the geometric the center of the volume sector 4 inside the sector fence element 5 and on the outside of the volume sector 4, respectively, restrict the movement of the sector fence element 5, and with it the overlap 2. Consequently o, in the case of an uncontrolled landing perekriggiya 2 by a step exceeding the regulated distance, the breakthrough of rocks under the support from the side of the soil of the formation is excluded.

После отработки щитового столба под защитой перекрытия 2 производят демонтаж секций крепи. При этом в каждой секции демонтируют 7 oмpaт 6 передвижки, затем отсоединяют опорную стойку 1. Вслед за этим извлекают ось вращения шарнира , к которому присоединен секторный оградительный элемент 5. За счсгг того, что объемный сектор 4 находится внутри секторного оградительного элемента 5, демонтаж основания 3 с объемным сектором 4 и упором 7 свободно осуществляется путем его перемещения по падению пласта. После демонтажа щитовая крепь укомплектовывается недостающими элементами и монтируется на новом участке пласта.After working off the shield pillar under the protection of the ceiling 2, the lining sections are dismantled. At the same time, in each section, 7 moving slides 6 are dismantled, then the support column 1 is disconnected. After this, the axis of rotation of the hinge to which the sector fence element 5 is connected is removed. Due to the fact that the volume sector 4 is inside the sector fence element 5, dismantling the base 3 with a volume sector 4 and an emphasis 7 is freely carried out by moving it along the fall of the formation. After dismantling, the shield support is completed with the missing elements and mounted on a new section of the reservoir.

Claims

1. Shield support, consisting of interconnected sections, each of which includes at least one support post connected by an upper hinge to the ceiling, and the lower one to the base, on which the volume sector is rigidly fixed, a sector fencing element mounted on the base with the possibility of rotational movement and pivotally connected with the overlap, at least one jack carriage pivotally attached at one end to the overlap, and the other to the base, characterized in that the volume sector is placed inside sec a fence element, the axis of rotation of which coincides with the geometric center of the volume sector, while stops are fixed inside the sector fence element and on the outside of the volume sector.

2. The support according to claim 1, characterized in that the straight line connecting the axis of the lower hinge of the support post and the axis of rotation of the sector fencing element is parallel to the base, the upper hinge of the support post is equidistant from the ends of the ceiling, its length is half the length b of the ceiling, and the distance d between the rotation axes of the lower hinge of the support column and the sector fence element is determined by the ratio
3d-r = b,
where r is the radius of rotation of the axis of the hinge of the sector fencing element connecting it to the ceiling, m