RU2058488C1

RU2058488C1 - Powered support section roof

Info

Publication number: RU2058488C1
Application number: RU93029214A
Authority: RU
Inventors: Е.А. Волков; А.Г. Попов; Ю.П. Дубовский; В.Е. Лебедев; В.А. Потапенко; А.А. Сторожилов; В.В. Фомин; Ю.А. Лямин; А.Н. Колпаков
Original assignee: Подмосковный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Угольный Институт
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 1996-04-20

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: roof has top part connected through pivot joint and hydraulic holding device with console pivotally connected to roof. Double-armed lever with unequal arms is pivotally fixed in U-shaped openings between pivot joints connecting roof upper part with console. One lever arm is positioned in roof opening and coupled with trunnions of hydraulic holding device and other lever arm is positioned in console opening closed at side adjacent to lever end. Console is positioned such that its arms are divided into two unequal parts, with charging part being shorter than driving part. Pin for fastening double-armed lever to upper part of roof may be positioned between console-to-upper part connection pin and hydraulic holding device trunnions or may coincide with connection pin. Stroke restrictors may be fixed along lower surface of downward open U-shaped opening adjacent to double-armed lever. Lever end adjacent to console may be provided with roll for engagement with stroke restrictors. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом, а именно к очистным механизированным крепям комплексов и агрегатов для выемки маломощных пластов. The invention relates to the development of mineral deposits by an underground method, namely to mechanized sewage treatment complexes and aggregates for excavating low-power formations.

Известна секция шагающей забойной крепи, включающая кровельный верхняк, стойки, дополнительный верхняк, который на участке, удаленном от главного верхняка, дополнительно удерживается свободным концом коромысла, установленным на конце главного верхняка, причем коромысло шарнирно укреплено на гидравлической стойке между шарниром и своим свободным концом. Известное решение предназначено для работы в поддерживающей крепи с тремя рядами гидравлических стоек, из которых передняя стойка предназначена для управления передней консолью. There is a known section of a walking downhole lining, including a roof top, racks, an additional top, which, in a section remote from the main upper, is additionally held by the free end of the beam mounted on the end of the main upper, and the beam is pivotally mounted on a hydraulic strut between the hinge and its free end. The known solution is designed to work in a supporting lining with three rows of hydraulic struts, of which the front strut is designed to control the front console.

Недостатком такого решения является нерациональное использование развиваемых передней гидростойкой усилий. Распор передней консоли осуществляется штоковой полостью, а опрокидывание поршневой полостью. При работе крепи на пластах малой мощности наличие передней стойки уменьшает ширину рабочего пространства для машиниста крепи. Правилами техники безопасности эта величина не может быть меньше 0,7 м. Поэтому наличие передней стойки увеличивает длину секции крепи, ее металлоемкость и повышает нижний предел вынимаемой ее мощности пласта. The disadvantage of this solution is the irrational use of the developed front hydrostatic efforts. The front console is supported by the rod cavity, and the piston cavity is tipped over. When lining on low-power formations, the presence of a front strut reduces the width of the working space for the lining driver. According to safety regulations, this value cannot be less than 0.7 m. Therefore, the presence of a front strut increases the length of the lining section, its metal consumption and increases the lower limit of the reservoir capacity that can be taken out.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является перекрытие секции механизированной крепи, включающее верхняк, связанный шарниром и гидропатроном с консолью, шарнирно связанной с перекрытием, цапфы гидропатрона и опоры гидростоек. The closest to the claimed technical essence and the achieved result is the overlapping of the section of the mechanized lining, including the top, connected by a hinge and a hydropatron to the console, pivotally connected to the overlap, the trunnion of the hydropatron and the support of the hydraulic struts.

Конструкция прототипа предназначена для работы на пластах малой мощности, однако кинематика такого перекрытия требует для создания хода консоли в вертикальной плоскости, равного h, хода гидропатрона, определяемого как отношение длины завального плеча консоли к забойному плечу консоли, умноженному на h. Отношение длин завальной консоли к забойной принимается близким к диапазону 0,25-0,4, а в реальных конструкциях приближается к 2/3. Нетрудно посчитать, если ход забойного конца консоли по эксплуатационным требованиям принять равным 300 мм вверх и 200 мм вниз, то ход гидропатрона должен составлять (300 + 200):3 ≈ 170 мм. Таким образом, только за счет хода гидропатрона теряют 170 мм свободного сечения очистного забоя по высоте, что неприемлемо для работы на маломощных пластах. The design of the prototype is designed to work on low-power formations, however, the kinematics of such overlap requires, to create a console stroke in the vertical plane, equal to h, a hydro-cartridge stroke, defined as the ratio of the length of the cantilevered shoulder of the console to the bottomhole shoulder of the console multiplied by h. The ratio of the lengths of the cantilevered cantilever to the bottomhole is taken close to the range 0.25-0.4, and in real constructions it approaches 2/3. It is easy to calculate that if the stroke of the downhole end of the console according to operational requirements is taken to be 300 mm up and 200 mm down, then the stroke of the hydropatron should be (300 + 200): 3 ≈ 170 mm. Thus, only due to the stroke of the hydropatron, they lose 170 mm of the free section of the working face in height, which is unacceptable for work on low-power formations.

Сущность изобретения заключается в том, что перекрытие снабжено двуплечим рычагом, завальное плечо которого выполнено короче забойного плеча, двуплечий рычаг шарнирно закреплен между осями шарниров, связывающих верхняк с консолью, и расположен в П-образных в поперечном сечении перекрытия проемах, выполненных открытыми понизу вдоль консоли и верхняка, причем одно плечо двуплечего рычага расположено в проеме верхняка и связано с цапфами гидропатрона, а другое плечо расположено в замкнутом со стороны конца двуплечего рычага проеме консоли с возможностью взаимодействия с опорной площадкой консоли, которая расположена по длине консоли так, что делит плечи консоли на две неравные части, завальная часть консоли выполнена короче забойной части. The essence of the invention lies in the fact that the overlap is equipped with a two-arm lever, the obstructed shoulder of which is shorter than the bottomhole shoulder, the two-arm lever is pivotally mounted between the axes of the hinges connecting the upper with the console, and is located in U-shaped openings in the cross-section of the overlap made open along the bottom along the console and the upper arm, moreover, one shoulder of the two shoulders of the lever is located in the aperture of the upper and is connected with the trunnions of the hydropatron, and the other shoulder is located in the closed of the end of the two shoulders of the arm of the console and to cooperate with the platform support console, which is disposed along the length of the console so that the shoulders console divides into two unequal parts, Zavalnaya console portion formed shorter than the downhole portion.

Кроме того, ось крепления двуплечего рычага к верхняку может быть расположена между осью шарниров, связывающих консоль с верхняком и цапфами гидропатрона. Ось крепления двуплечего рычага к верхняку может совпадать с осью, связывающей консоль с верхняком. По низу П-образного проема консоли со стороны двуплечего рычага могут быть установлены ограничители хода. Конец двуплечего рычага, расположенный в П-образном проеме, со стороны консоли может быть выполнен с валиком, который расположен с возможностью взаимодействия с ограничителями хода. П-образный проем в верхняке может быть выполнен от осей до опор гидростоек. In addition, the axis of attachment of the two shoulders of the lever to the upper can be located between the axis of the hinges connecting the console with the upper and the trunnions of the hydropatron. The axis of attachment of the two shoulders of the lever to the upper can coincide with the axis connecting the console with the upper. On the bottom of the U-shaped opening of the console on the side of the two shoulders of the lever can be installed limiters. The end of the two shoulders of the lever, located in the U-shaped opening, on the side of the console can be made with a roller, which is located with the possibility of interaction with the stroke limiters. The U-shaped opening in the upper can be made from the axles to the supports of the hydraulic struts.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым результатом следующая. The causal relationship between the set of essential features of the invention and the achieved result is as follows.

Для того, чтобы выполнить перекрытие секции механизированной крепи, обеспечивающее возможность снизить нижний предел вынимаемой мощности, принята схема перекрытия с рычагами, которые шарнирно закреплены на верхняке в пространстве между горизонтальными шарнирами. Для этого рычаг закреплен к верхняку с соотношением плеч завальной его консоли к забойной с соотношением, близким 1:3, а забойный конец этого рычага поддерживает забойную консоль по линии, разделяющей консоль на две части и превращающей ее также в рычаг, в котором сохраняется аналогичное соотношение плеч завальной консоли и забойной, близкое 1:3, т.е. получают систему двух рычагов, общее соотношение плеч в котором соответственно равно или близко 1:6. При этом для получения хода забойного конца консоли равным, как и в прототипе, 300 мм вверх и 200 вниз, т.е. сумме 500 мм, требуется в два раза меньший ход гидропатрона, около 80 мм. Таким образом, в сравнении с прототипом предложенная изобретением схема перекрытия позволяет за счет снижения хода гидропатрона выиграть 80 мм по высоте перекрытия, т. е. увеличить свободное сечение крепи по высоте и снизить на 80 мм нижний предел вынимаемой мощности. In order to perform the overlapping of the section of the powered roof support, which makes it possible to reduce the lower limit of the power to be removed, an overlap scheme with levers that are pivotally mounted on the top in the space between the horizontal hinges is adopted. To do this, the lever is fixed to the top with the ratio of the shoulders of its overburden console to the bottomhole with a ratio close to 1: 3, and the bottomhole end of this lever supports the bottomhole console along the line dividing the console into two parts and turning it into a lever in which a similar ratio is maintained the shoulders of the cantilever console and the bottomhole, close to 1: 3, i.e. get a system of two levers, the total ratio of the shoulders in which is respectively equal to or close to 1: 6. At the same time, to obtain the stroke of the downhole end of the console equal, as in the prototype, 300 mm up and 200 down, i.e. a total of 500 mm, requires half the stroke of the hydropatron, about 80 mm. Thus, in comparison with the prototype, the overlap scheme proposed by the invention allows to win 80 mm in terms of overlap height by reducing the stroke of the hydropatron, i.e., to increase the free cross-section of the lining in height and reduce the lower limit of the removed power by 80 mm.

Таким образом, технический результат изобретения выражается в снижении габаритов перекрытия по высоте за счет уменьшения хода гидропатрона ориентировочно в два раза и расширении области применения перекрытия на пласты малой мощности. Кроме того, повышается эксплуатационная надежность перекрытия секции механизированной крепи и безопасность работ. Thus, the technical result of the invention is expressed in reducing the dimensions of the overlap in height by reducing the stroke of the hydro cartridge approximately two times and expanding the scope of the overlap for low-power formations. In addition, the operational reliability of the overlapping section of the powered lining and the safety of work are increased.

На фиг. 1 изображено перекрытие секции механизированной крепи, вид сбоку; на фиг. 2 показан вид А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 изображено то же, что на фиг.1, но ось крепления двуплечего рычага к верхняку совпадает с осью, связывающей консоль с верхняком. In FIG. 1 shows a sectional view of a powered roof support section, side view; in FIG. 2 shows a view A in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in figure 1; in FIG. 4 depicts the same as in figure 1, but the axis of attachment of the two shoulders of the lever to the upper one coincides with the axis connecting the console with the upper.

Перекрытие секции механизированной крепи включает верхняк 1 с двумя парами проушин 2, которыми он шарнирно связан с соответствующими вильчатыми проушинами 3 консоли 4 с помощью осей 5. По низу вдоль продольной оси верхняка 1 выполнены П-образные в поперечном сечении проемы 6, которые с завальной стороны ограничены жестко встроенными в верхняк опорами 7 гидростоек 8. Аналогичные продольные П-образные проемы 9, заканчивающиеся поперечинами 10, выполнены и в консоли 4 со стороны верхняка 1. В П-образных проемах 6 верхняка 1 и П-образных проемах 9 консоли 4 расположен двуплечий рычаг 11, закрепленный шарнирно к верхняку 1 с помощью оси 12, проходящей через отверстия 13 в верхняке и поперечные отверстия 14 двуплечего рычага. Завальное плечо короче забойного плеча и имеет поверху пазы 15, в которых цапфами 16 установлен гидропатрон 17, головка штока 18 которого взаимодействует с опорной площадкой 19, выполненной внутри П-образного проема верхняка 1. Конец забойного плеча рычага 11 имеет отверстие 20, в которое установлен валик 21 с возможностью взаимодействия с ограничителями 22 хода рычага, выполненными в концах П-образных проемов консоли 4, и опорными площадками 23 консоли. Предохранительная, распределительная аппаратура и гидроразводка на фигурах не показаны. The overlapping section of the powered roof support includes a top 1 with two pairs of eyes 2, with which it is pivotally connected to the corresponding fork eyes 3 of the console 4 with the help of axes 5. On the bottom along the longitudinal axis of the top 1 there are made U-shaped cross-sections 6, which are on the obstructed side limited by supports 7 of hydraulic struts rigidly built into the upper shaft 8. Similar longitudinal U-shaped openings 9 ending in crossbars 10 are also made in the console 4 from the upper side 1. In the U-shaped openings 6 of the upper 1 and U-shaped openings 9 whether 4 is two-armed lever 11 mounted pivotally to verhnyaku 1 with the axis 12 passing through holes 13 in verhnyake and transverse hole 14 a two-armed lever. The blocking shoulder is shorter than the bottomhole shoulder and has grooves 15 on top, in which the pins 16 have a hydraulic cartridge 17, the rod head 18 of which interacts with the support platform 19, made inside the U-shaped opening of the upper 1. The end of the bottomhole shoulder of the lever 11 has an opening 20 in which is installed a roller 21 with the possibility of interaction with the limiters 22 of the lever stroke, made at the ends of the U-shaped openings of the console 4, and the supporting platforms 23 of the console. Safety, distribution equipment and hydraulic wiring are not shown in the figures.

Для расширения области применения заявляемого перекрытия секции крепи на пласты средней мощности оси 12 крепления рычагов 11 к верхняку 1 могут совпадать с осями 5, связывающими верхняк с консолью 4. To expand the scope of the claimed overlap of the lining section on medium-thickness formations, the axis 12 of the mounting of the levers 11 to the top 1 can coincide with the axes 5 connecting the top with the console 4.

Перекрытие секции механизированной крепи работает следующим образом. Overlapping sections of powered roof supports works as follows.

В исходном положении верхняк 1 гидростойками 8 расперт в кровлю, а консоль 4 установлена на одном уровне с верхняком 1. При этом гидропатроны 17 находятся в промежуточном раздвинутом положении и головками штоков 18 упираются в опорные площадки 19 верхняка 1, а цапфами 16 взаимодействуют с пазами 15 двуплечих рычагов 11. Двуплечие рычаги 11 взаимодействуют с опорными площадками 23 консоли 4 и удерживают консоль от опрокидывания гидропатронами 17. Валики 21 расположены над ограничителями 22 хода консоли 4 и не взаимодействуют с ними. In the initial position, the upper 1 with hydraulic struts 8 is expanded into the roof, and the console 4 is installed at the same level with the upper 1. In this case, the hydraulic cartridges 17 are in an intermediate extended position and the rod heads 18 abut against the supporting platforms 19 of the upper 1, and the pins 16 interact with the grooves 15 two shoulders levers 11. Two shoulders levers 11 interact with the supporting platforms 23 of the console 4 and keep the console from tipping over by the hydraulic cartridges 17. The rollers 21 are located above the limiters 22 of the stroke of the console 4 and do not interact with them.

При необходимости распора консоли 4 в кровлю подают давление в поршневые полости гидропатронов 17. При этом за счет взаимодействия головок штоков 18 гидропатронов 17 с опорными площадками 19 верхняка 1 и их цапф 16 с пазами 15 двуплечих рычагов 11 происходит разворот последних по движению часовой стрелки (фиг. 1) относительно осей 12, установленных в отверстиях 13 верхняка 1. Так как двуплечие рычаги 11 одновременно взаимодействуют с консолью 4, то последняя начинает также поворачиваться по движению часовой стрелки относительно осей 5. Процесс длится до тех пор, пока консоль 4 не будет расперта в кровлю. В этом положении консоль 4 удерживается гидропатронами 17. При этом валики 21 не взаимодействуют с ограничителями 22 хода консоли 4. If it is necessary to expand the console 4 into the roof, pressure is applied to the piston cavities of the hydropatrons 17. At the same time, due to the interaction of the heads of the rods 18 of the hydropatrons 17 with the support pads 19 of the upper 1 and their trunnions 16 with the slots 15 of the two-arm levers 11, the latter are turned clockwise (Fig. . 1) relative to the axes 12 installed in the holes 13 of the upper 1. As two shoulders levers 11 simultaneously interact with the console 4, the latter also begins to rotate clockwise relative to the axes 5. The process lasts for until the console 4 is pushed into the roof. In this position, the console 4 is held by hydroparticles 17. In this case, the rollers 21 do not interact with the limiters 22 of the stroke of the console 4.

При необходимости опрокидывания консоли 4 гидропатроны 17 соединяют со сливом. При этом за счет массы консоли 4 последняя начинает поворачиваться относительно осей 5 против движения часовой стрелки. Так как консоль 4 взаимодействует с двуплечими рычагами 11, то рычаги также начинают поворачиваться против движения часовой стрелки относительно осей 12 и за счет взаимодействия пазов 15 с цапфами 16 сокращать гидропатроны 17. Величина опрокидывания консоли 4 контролируется гидропатронами 17. Если в процессе опрокидывания консоль 4 зацепится за неровности забоя, то под действием массы двуплечих рычагов 11 согласно описанному выше гидропатроны 17 продолжают сокращаться. Этот процесс продолжается до тех пор, пока валики 21 не войдут в контакт с ограничителями 22 хода консоли 4. За счет взаимодействия валиков 21 с ограничителями 22 хода исключается возможность выхода двуплечих рычагов 11 из П-образных проемов 9 консоли 4, чем обеспечивается работоспособность перекрытия. If it is necessary to tip the console 4, the hydraulic cartridges 17 are connected to the drain. In this case, due to the mass of the console 4, the latter begins to rotate relative to the axes 5 counterclockwise. Since the console 4 interacts with two shoulders levers 11, the levers also begin to rotate counterclockwise relative to the axes 12 and, due to the interaction of the grooves 15 with the pins 16, reduce the hydraulic cartridges 17. The tipping value of the console 4 is controlled by the hydraulic cartridges 17. If the console 4 engages in the process of tipping due to the roughness of the bottom, then under the action of the mass of two shoulders levers 11 according to the above-described hydropartridges 17 continue to decline. This process continues until the rollers 21 come in contact with the limiters 22 of the console 4. The interaction of the rollers 21 with the limiters 22 of the stroke eliminates the possibility of two shoulders levers 11 from the U-shaped openings 9 of the console 4, which ensures the operability of the overlap.

Ввиду того, что двуплечий рычаг 11 закреплен к верхняку 1, например, с соотношением длины завального плеча к длине забойного плеча, близким 1:3, а забойный конец этого рычага поддерживает консоль 4 по линии их взаимодействия, разделяющей консоль на две части и превращающей консоль также в рычаг, закрепленный на верхняке с аналогичным соотношением завального плеча консоли и ее забойного плеча, также близким 1:3, имеют суммарное соотношение плеч системы консоль рычаг, близкое 1:6. При этом, например, для по- лучения общего хода забойного конца консоли около 300 мм вверх и 200 мм вниз, близкого в сумме 500 мм, необходимый ход гидропатрона 17 составит всего около 80 мм, что позволяет использовать предложенное перекрытие в механизированных крепях, отрабатывающих маломощные пласты. Во время статического нагружения консоли 4 нагрузка от нее передается на конец забойного плеча двуплечего рычага 11, завальное плечо которого передает нагрузку через цапфы 16 на гидропатрон 17. При превышении расчетной нагрузки на консоль 4 перекрытия срабатывает предохранительный клапан гидропатрона 17 и консоль опускается до снижения давления в гидропатроне до величины настройки предохранительного клапана. Ось 12 крепления двуплечих рычагов 11 к верхняку 1 может совпадать с осью 5 крепления верхняка 1 и консоли 4. Работа перекрытия секции механизированной крепи аналогична выше описанной. В этом случае суммарное отношение плеч системы консоль-рычаг уменьшается относительно выше описанного (1: 6), однако больше, чем в прототипе. Due to the fact that the two-shouldered lever 11 is fixed to the top 1, for example, with a ratio of the length of the block shoulder to the length of the bottomhole shoulder close to 1: 3, and the bottomhole end of this lever supports the console 4 along the line of their interaction, dividing the console into two parts and turning the console also in the lever mounted on the upper with the same ratio of the cantilever arm of the console and its bottomhole shoulder, also close to 1: 3, have a total ratio of the shoulders of the console-lever system, close to 1: 6. In this case, for example, in order to obtain a total stroke of the downhole end of the console of about 300 mm up and 200 mm down, which is close to a total of 500 mm, the required stroke of the hydraulic cartridge 17 will be only about 80 mm, which allows the proposed ceiling to be used in mechanized supports supporting low-power layers. During the static loading of the console 4, the load from it is transferred to the end of the downhole shoulder of the two shoulders of the lever 11, the blocking arm of which transfers the load through the pins 16 to the hydropatron 17. When the calculated load on the cantilever 4 is exceeded, the safety valve of the hydropatron 17 is activated and the console is lowered to reduce the pressure in Hydro cartridge to the setting of the safety valve. The axis 12 of the fastening of the two-arm levers 11 to the top 1 can coincide with the axis 5 of the fastening of the upper 1 and the console 4. The overlap of the section of the powered roof support is similar to that described above. In this case, the total ratio of the shoulders of the console-lever system decreases relatively higher than described (1: 6), but more than in the prototype.

Claims

1. OVERLAPPING SECTIONS OF THE MECHANIZED FASTENERS, including the top, connected by a hinge and a hydropatron with a console pivotally attached to the ceiling, axles of the hydropartridge and the support of the hydraulic struts, characterized in that the ceiling is equipped with a two-arm lever, the blocking arm of which is made shorter than the bottom hole, two-fold hinges connecting the upper with the console, and is located in the U-shaped openings in the cross section of the overlapping openings, made lower along the console and the upper, and one shoulder is two-shouldered the lever is located in the aperture of the upper shaft and is connected with the trunnions of the hydropatron, and the other shoulder is located in the console opening closed from the end of the two shoulders of the lever with the possibility of interaction with the supporting platform of the console, which is located along the length of the console in such a way that divides the console arms into two unequal parts, part of the console is shorter than the bottomhole part.

2. The overlap according to claim 1, characterized in that the axis of attachment of the two shoulders of the lever to the upper is located between the axis connecting the console with the upper and the trunnions of the hydropatron.

3. The overlap according to claim 1, characterized in that the axis of attachment of the two shoulders of the lever to the upper one coincides with the axis connecting the console with the upper.

4. The overlap in paragraphs. 1 3, characterized in that the stroke limiters are additionally installed at the bottom of the U-shaped opening of the console from the side of the two shoulders of the lever.

5. The overlap in paragraphs. 1 to 4, characterized in that the end of the two shoulders of the lever, located in the U-shaped opening from the side of the console, is made with a roller, which is located with the possibility of interaction with the stroke limiters.

6. Overlapping in paragraphs. 1 to 5, characterized in that the U-shaped opening in the upper is made from the axes to the supports of the pillars.