RU2007579C1

RU2007579C1 - Shield support

Info

Publication number: RU2007579C1
Authority: RU
Inventors: В.Н. Кулаков; А.А. Федосов; А.Н. Гапоненко; В.И. Окунев; М.И. Стерьхов
Original assignee: Институт горного дела СО РАН
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1989-09-07
Publication date: 1994-02-15

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: shield support is composed of individual sections. Each section includes ceiling, skids coupled with supporting props and ram jacks. Skids have volumetric prop. Nose is hinged to ceiling which is provided with sliders. It also carries rests and guides to accommodate sliders. Volumetric prop is connected to sliders via ram jacks and to nose via cross-pieces. Nose is laid on rear end of ceiling. EFFECT: enhanced reliability for working of thick steeply dipping coal seams. 2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, а именно к созданию передвижных крепей, и может найти применение при разработке мощных крутых угольных пластов. The invention relates to mining, namely to the creation of mobile supports, and can find application in the development of powerful steep coal seams.

Известна самопередвигающаяся щитовая крепь (СК) оградительного типа, используемая для отработки мощных угольных пластов наклонного падения. Щитовая крепь состоит из отдельных секций, включающих плоское перекрытие, передние и задние лыжи, опорный стойки, соединяющие передние и задние лыжи. В поперечном сечении крепь представляет жесткий треугольник неизменной формы и сечения, который перемещается по падению пласта за счет давления обрушенных пород [1] . Недостатком известной крепи является ограниченная область применения по углам падения пластов, которые составляют 45-55^о. При меньших углах падения давления перепускающихся пород недостаточно для перемещения крепи, а при больших углах падения крепь опрокидывается на забой под действием обрушенных и перепускающихся пород. В результате забой приходит в аварийное состояние и выходят из строя.Known self-moving shield support (SC) of the protective type used for mining powerful coal seams of inclined incidence. Shield support consists of separate sections, including flat overlap, front and rear skis, support racks connecting the front and rear skis. In the cross section, the lining represents a rigid triangle of constant shape and cross section, which moves along the dip of the formation due to the pressure of the collapsed rocks [1]. A disadvantage of the known lining is the limited scope for the angles of incidence of the layers, which are 45-55 ^about . At smaller angles of pressure drop, overflowing rocks are not enough to move the lining, and at large angles of incidence, the lining overturns to the face under the action of collapsed and overflowing rocks. As a result, the slaughter comes into disrepair and fails.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является щитовая крепь, состоящая из отдельных секций, включающая перекрытие, соединенное через опорные стойки с передней частью лыж и через домкраты передвижки с задней частью лыж, выполненных с объемной опорой, козырек, шарнирно закрепленный на перекрытии. Перемещение известной крепи осуществляется при помощи домкратов передвижки, а также давления перепускающихся пород [2] . The closest to the proposed invention in terms of technical essence and the achieved result is a panel support, consisting of separate sections, including a ceiling connected through supporting posts to the front of the skis and through sliding jacks to the back of the skis made with volumetric support, a visor hinged on overlap. The movement of the known lining is carried out using jacks of movement, as well as the pressure of overflowing rocks [2].

Недостатком известной крепи является также ограниченная область использования по углам падения пластов, которые составляют 35-50^о. При больших углах падения под действием давления перепускающихся пород секции крепи опрокидываются на забой и вывести их в рабочее положение, как правило, не удается. При опрокидывании секций задняя часть лыж отходит от почвы пласта и пространство между почвой пласта и лыжами заполняется перепускающимися породами, что еще в большей степени затрудняет перевод крепи в нормальное рабочее состояние.A disadvantage of the known lining is also a limited area of use at the angles of incidence of the layers, which are 35-50 ^about . At large angles of incidence under the influence of pressure from overflowing rocks, the lining sections topple over to the bottom and, as a rule, fail to bring them to working position. When the sections are overturned, the back of the skis departs from the formation soil and the space between the formation soil and the skis is filled with by-pass rocks, which makes it even more difficult to transfer the lining to normal working condition.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей при различных углах падения пласта за счет исключения опрокидывания секций. The aim of the invention is the expansion of operational capabilities at different angles of incidence of the reservoir by eliminating the overturning of sections.

Поставленная цель достигается тем, что перекрытие снабжено ползунами и выполнено с упорами и с направляющими, в которых установлены ползуны, шарнирно соединенные через домкраты передвижки с объемной опорой, которая посредством траверс шарнирно соединена с козырьком, уложенным на задний конец перекрытия. This goal is achieved in that the overlap is provided with sliders and made with stops and with guides in which the sliders are mounted, which are pivotally connected via sliding jacks with a volumetric support, which is pivotally connected to the visor by means of a traverse mounted on the rear end of the overlap.

Таким образом, авторы претендуют на следующие отличительные признаки:
- перекрытие снабжено ползунами и выполнено с упорами и направляющими, в которых установлены ползуны. Использование ползунов с направляющими и упорами широко известно в технике;
- ползуны шарнирно соединены через домкраты передвижки с объемной опорой, которой снабжены лыжи. Авторам неизвестно ни в науке ни в технике, чтобы лыжи соединялись с перекрытием шарнирно через домкраты передвижки и ползуны, установленные в направляющих;
- объемная опора посредством траверс шарнирно соединена с козырьком, уложенным на задний конец перекрытия. Авторам не известно ни в науке, ни в технике, чтобы козырек, уложенный на задний конец перекрытия, шарнирно соединялся с объемной опорой (лыжами) посредством траверс.Thus, the authors claim the following distinguishing features:
- the ceiling is equipped with sliders and is made with stops and guides in which the sliders are installed. The use of sliders with guides and stops is widely known in the art;
- the sliders are pivotally connected through the jacks of the movement with the volumetric support, which is equipped with skis. The authors do not know, either in science or in technology, that the skis are connected to the overlap articulated through jacks and the sliders installed in the guides;
- the volume support by means of a traverse is pivotally connected to a visor laid on the rear end of the floor. The authors do not know, either in science or in technology, that the visor placed on the rear end of the ceiling is articulated with the bulk support (ski) by means of traverses.

На фиг. 1 представлена секция щитовой крепи, поперечное сечение; на фиг. 2 - положение и соединение козырька с объемной опорой посредством траверс в поперечном сечении секции. In FIG. 1 shows a section of shield support, cross section; in FIG. 2 - position and connection of the visor with the volume support by means of a traverse in the cross section of the section.

Щитовая крепь содержит струг 1 с поддерживающим его гидродомкратами 2 и 3 и отдельные секции, включающие перекрытие 4, на котором укреплены упоры 5 и 6 с направляющими 7, в которых установлены ползуны 8. Последние шарнирно соединены с домкратами передвижки 9, вторые концы которых шарнирно укреплены на объемной опоре 10, которой снабжены задние части лыж 11. Передние части лыж 11 шарнирно соединены с перекрытием опорными стойками 12. На лыжах 11 укреплены гидродомкраты 2 и 3, поддерживающие струг 1. Объемная опора 10 шарнирно соединена траверсами 13 с козырьком 14 через кронштейн 15. Траверсы 13 расположены в пазах 16 перекрытия 4. The shield support includes a plow 1 with hydraulic jacks 2 and 3 supporting it, and separate sections, including a ceiling 4, on which stops 5 and 6 are fixed with guides 7 in which the sliders are mounted 8. The latter are pivotally connected to the jacks 9, the second ends of which are pivotally mounted on the volumetric support 10, which is provided with the rear parts of the skis 11. The front parts of the skis 11 are pivotally connected to the support legs 12. On the skis 11, hydraulic jacks 2 and 3 are supported, supporting the plow 1. The volumetric support 10 is pivotally connected by traverses 13 with goats rkom 14 through the bracket 15. The beams 13 are disposed in the grooves 16 4 overlap.

Щитовая крепь работает следующим образом. Shield support works as follows.

В исходном положении секции щитовой крепи перекрытием 4 и лыжами 11 опираются на угольный массив и почву пласта, а домкраты передвижки 9 находятся в сдвинутом положении. Для выемки и транспортировки угля щитовая крепь снабжена конвейеростругом 1. Перемещение конвейероструга в пространстве осуществляют гидродомкратами 2 и 3. Первоначально производят выемку угля с помощью конвейероструга в средней части забоя (зона "а") на высоту, равную шагу посадки крепи, как правило 1 м. Затем конвейероструг поднимают в верхнее положение, после чего производят обуривание и взрывание забоя у кровли пласта (зона "в"). В результате взрывания часть угля откатывается вниз и перекрытие 4 под действием собственного веса и перепускающихся пород, опираясь на опорные стойки 12, перемещается по падению пласта. При этом один конец перекрытия, расположенный у кровли пласта, перемещается по траектории, близкой к линии непластования, а другой конец - к горизонтали. Положение перекрытия после посадки показано пунктиром. В связи с тем, что скорость перемещения перекрытия значительно превышает скорость раздвижки гидродомкратов передвижки 9, ползуны 8, шарнирно соединенные с домкратами передвижки 9, проскальзывают по направляющим 7, укрепленным на перекрытии 4. Этим достигается предотвращение опрокидывания секций крепи на забой. In the initial position, the sections of the shield support with overlapping 4 and skis 11 are based on the coal mass and the formation soil, and the jacks of the shifting 9 are in the shifted position. For the extraction and transportation of coal, the shield support is equipped with a conveyor belt 1. Moving the conveyor belt in space is carried out by hydraulic jacks 2 and 3. Initially, coal is excavated using a conveyor belt in the middle part of the face (zone "a") to a height equal to the step of landing of the roof support, usually 1 m Then, the conveyor belt is raised to the upper position, after which drilling and blasting of the face at the top of the formation are carried out (zone “B”). As a result of the blasting, part of the coal rolls down and the overlap 4 under the influence of its own weight and bypassing rocks, relying on the supporting posts 12, moves along the fall of the formation. In this case, one end of the overlap, located at the top of the formation, moves along a path close to the non-lay line, and the other end - to the horizontal. The position of the overlap after landing is indicated by a dotted line. Due to the fact that the movement speed of the overlap significantly exceeds the sliding speed of the hydraulic jacks of the sliding 9, the sliders 8, pivotally connected to the jacks of the sliding 9, slip along the guides 7, mounted on the floor 4. This prevents the roof support sections from tipping over.

В известных щитовых крепях СК и ЩРП отсутствие свободного перемещения перекрытия приводит к опрокидыванию секций, т. к. в этих конструкциях перекрытие и лыжи жестко соединены между собой. Соединение домкратов передвижки с перекрытием через ползуны с направляющими и упорами позволяет перекрытию свободно перемещаться при его посадках. При этом конец перекрытия у кровли пласта постоянно находится в контакте с угольным массивом, что предотвращает прорыв породы в призабойное пространство, и кроме того, позволяет перераспределять часть веса перепускающихся пород на угольный массив. Эти преимущества заявляемого объекта позволяют расшиpить эксплуатационные возможности по углам падения пластов от 35 до 90^о.In the well-known panel shields SK and ShchRP, the lack of free movement of the floor leads to the overturning of sections, since in these structures the floor and skis are rigidly interconnected. The connection of the jacks of the movement with the overlap through sliders with guides and stops allows the overlap to move freely during its landings. At the same time, the end of the overlap at the top of the seam is constantly in contact with the coal mass, which prevents the rock from breaking into the bottomhole space, and in addition, allows you to redistribute part of the weight of the bypassed rocks to the coal mass. These advantages of the proposed facility allow us to expand operational capabilities in the angles of incidence of formations from 35 to 90 ^about .

После посадки перекрытия по кровле пласта домкраты передвижки 9 раздвигают. Они могут быть включены на раздвижку и перед взрывными работами. При раздвижке домкратов 9 ползуны 8 перемещаются до упоров 5, создавая распор между задней частью лыж и перекрытием. Таким образом, лыжи 11 прижимаются к почве пласта опорными стойками 12 и домкратами передвижки 9. В раздвинутом положении домкраты передвижки 9 запираются. В результате этого секция крепи начинает работать как жесткий треугольник, один конец которого у кровли пласта упирается в угольный массив, а основание - в почву пласта. Это исключает в дальнейшем самопроизвольную посадку секций при выемке угля стругом у почвы пласта. After landing overlap on the roof of the reservoir, the jacks of the slide 9 are moved apart. They can be included for sliding and before blasting. When sliding the jacks 9, the sliders 8 move to the stops 5, creating a spacer between the back of the skis and the overlap. Thus, the skis 11 are pressed against the soil of the formation by the support posts 12 and the jacks of the slide 9. In the extended position, the jacks of the slide 9 are locked. As a result of this, the lining section begins to work like a rigid triangle, one end of which at the top of the seam abuts against the coal mass, and the base into the soil of the seam. This excludes further spontaneous planting of sections during coal mining with a plow near the soil of the formation.

Отбитый взрывными работами уголь транспортируют стругом 1 во фланговые печи. Затем производят отбойку и транспортировку угля стругом у почвы пласта (зона "с"). После выемки угля у почвы пласта струг поднимают в верхнее положение и производят посадку секций по почве пласта. Для этого гидродомкраты передвижки 9 сдвигают и ползуны 8 перемещают до упора 6. При снятии распора с гидродомкратов передвижки 9 лыжи 11 под действием давления со стороны перекрытия 4 перемещаются по почве пласта до упора с угольным массивом. The coal beaten off by blasting is transported by plow 1 to flank furnaces. Then the blasting and transportation of coal is carried out in a plow near the soil of the reservoir (zone "C"). After coal mining at the soil of the formation, the plows are raised to the upper position and sections are planted along the soil of the formation. To do this, the hydraulic jacks of the shifter 9 are moved and the sliders 8 are moved all the way to 6. When removing the pressure from the hydraulic jacks, the shifter 9 of the ski 11 under pressure from the overlapping side 4 moves along the soil of the formation to the stop with the coal mass.

В этом случае, когда давление со стороны перекрытия недостаточно для перемещения лыж, включают домкрат передвижки 9 на сжатие. При этом ползун 8 опирается в упор 6 и гидродомкрат передвижки открывает задние части лыж 11 от почвы пласта, что облегчает посадку секций. Ход домкрата передвижки должен превышать длину направляющих 7. In this case, when the pressure from the overlapping side is not enough to move the skis, the compression jack 9 is turned on. In this case, the slider 8 rests against the emphasis 6 and the hydraulic jack of the movement opens the rear parts of the skis 11 from the soil of the formation, which facilitates the landing of sections. The travel of the ram jack must exceed the length of the guides 7.

При посадке перекрытия по кровле пласта оно перемещается одновременно в двух направлениях: по падению и вкрест простирания пласта. При этом, если один конец остается на том же расстоянии от кровли, то другой конец отходит от почвы пласта. При попадании породы между почвой пласта и торцом перекрытия перемещение последнего затрудняется из-за расклинивания обрушенными породами. Это может привести к зависанию перекрытия по почве пласта и его опрокидыванию, а также прорыву породы со стороны почвы пласта в призабойное пространство. Для предотвращения таких неблагоприятных явлений на конец перекрытия 4 у почвы пласта уложен козырек 14, который через траверсы 13 шарнирно соединен с объемной опорой 10. При отходе перекрытия 4 от почвы пласта козырек 14 остается в контакте с почвой пласта. Перемещению козырька вместе с перекрытием препятствует давление обрушенных пород, которым прижимает его к почве пласта, а также траверсы 13, верхние концы которых, закрепленные на кронштейнах 15, находятся ниже верхней мертвой точки. Следовательно, козырек может сместиться с перекрытием только с одновременным перемещением вверх, чему препятствуют обрушенные породы. Траверсы 13 располагаются в пазах 16 перекрытия 4 и не препятствуют его возвратно-поступательному движению. При посадке секций по почве пласта козырек 14 перемещается вместе с лыжами 11 и не дает возможности обрушенным породам заполнять пространство между торцом перекрытия и почвой пласта, создавая нормальные условия для посадки перекрытия. После посадки секций по почве пласта домкраты передвижки 9 раздвигают в исходное положение, при котором ползун 8 соприкасается с упором 5 и цикл работ по выемке угля в очистном забое повторяется. When the overlap is planted along the top of the formation, it moves simultaneously in two directions: along the dip and across the strike of the formation. Moreover, if one end remains at the same distance from the roof, then the other end moves away from the soil of the formation. When rock enters between the soil of the formation and the end face of the overlap, the movement of the latter is hampered due to wedging by the collapsed rocks. This can lead to freezing of the overlap along the soil of the formation and its overturning, as well as a breakthrough of the rock from the side of the soil of the formation into the bottom hole. To prevent such adverse events, a visor 14 is laid at the end of the overlap 4 at the formation soil, which is pivotally connected to the volume support 10 through the traverses 13. When the overlap 4 leaves the formation soil, the visor 14 remains in contact with the formation soil. The movement of the visor together with the overlap is impeded by the pressure of the collapsed rocks, which presses it against the soil of the formation, as well as the crosshead 13, the upper ends of which are fixed on the brackets 15, are below the top dead center. Consequently, the visor can shift with the overlap only with simultaneous movement up, which is prevented by collapsed rocks. Traverses 13 are located in the grooves 16 of the overlap 4 and do not interfere with its reciprocating movement. When sections are planted along the soil of the formation, the visor 14 moves with the skis 11 and does not allow the collapsed rocks to fill the space between the end face of the overlap and the soil of the formation, creating normal conditions for planting the overlap. After the sections are planted along the soil of the bed, the jacks of the slide 9 are moved apart to the initial position, in which the slider 8 is in contact with the stop 5 and the cycle of work for the extraction of coal in the working face is repeated.

Помимо того, что предлагаемое устройство исключает опрокидывание секций крепи при отработке крутых пластов, оно дает дополнительный эффект, который заключается в следующем. In addition to the fact that the proposed device eliminates the overturning of the lining sections during mining of steep formations, it gives an additional effect, which is as follows.

В известной щитовой крепи ЩРП перемещение перекрытия осуществляется только при помощи домкратов передвижки. В этом случае скорость перемещения перекрытия значительно меньше скорости свободного падения обрушенных пород. В этой связи при наличии в кровле слабых пород они обрушаются в призабойное пространство раньше, чем происходит передвижка перекрытия, из-за чего снижается эффективность использования крепи. Выполнение щитовой крепи в предлагаемом варианте, когда перекрытие свободно перемещается под действием обрушенных пород, исключает опрокидывание секций и предотвращает прорывы породы в призабойное пространство, благодаря чему существенно расширяется эксплуатационная возможность использования щитовой крепи по углам падения пласта. (56) Авторское свидетельство СССР N 471462, кл. Е 21 D 19/02, 1973. In the well-known shield support ShchRP, the movement of the overlap is carried out only with the help of jacks of movement. In this case, the speed of movement of the overlap is much less than the speed of free fall of collapsed rocks. In this regard, in the presence of weak rocks in the roof, they collapse into the bottomhole space before the movement of the overlap occurs, which reduces the effectiveness of the use of lining. The implementation of the shield support in the proposed embodiment, when the overlap moves freely under the action of collapsed rocks, eliminates the overturning of sections and prevents breakthroughs of the rock into the bottomhole space, thereby significantly expanding the operational ability to use the shield support at the dip angles. (56) Copyright certificate of the USSR N 471462, cl. E 21 D 19/02, 1973.

Авторское свидетельство СССР N 1281667, кл. Е 21 D 19/02, 1984. USSR copyright certificate N 1281667, cl. E 21 D 19/02, 1984.

Claims

SHIELD FASTENERS, consisting of separate sections, including a ceiling connected through supporting posts to the front of the skis and through sliding jacks to the rear of the skis made with volumetric support, a visor hinged on the ceiling, characterized in that, in order to expand operational capabilities at different angles of dip of the formation due to the exclusion of tipping sections, the overlap is equipped with sliders, made with stops and guides in which sliders are mounted pivotally connected through jacks lids with a volumetric support, which by means of a traverse is pivotally connected to a visor laid on the rear end of the ceiling.