RU2134790C1

RU2134790C1 - Shield move-apart ceiling

Info

Publication number: RU2134790C1
Application number: RU98104763A
Authority: RU
Inventors: Б.А. Анферов; В.М. Станкус; Л.В. Кузнецова
Original assignee: Институт угля СО РАН
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 1999-08-20

Abstract

FIELD: mining industry, development of thick steeply steep seams by shield system. SUBSTANCE: shield move-apart ceiling has two rows of beams, upper and extendible lower, installed in parallel one to another and hydraulic jacks for telescopic movement of lower row relative to upper one. It is assembled from sections of single type, mounted in series one close to another with sides and covered by elastic cover. Each section has automatic adjustment of length. Sections are intercoupled in the form of string by two parallel rows of flexible ties positioned along diagonally opposite edges of upper row of beams. Length of flexible tie does not exceed height of section. Lower edge of extendible row of beams is bevelled. EFFECT: reduced mass of structure and automatic adjustment in correspondence with changing thickness. 6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности, к крепям для отработки мощных крутых пластов полезных ископаемых по щитовой системе разработки. The present invention relates to mining, in particular, to supports for mining powerful steep strata of minerals in a shield development system.

Известен раздвижной шатровый щит для разработки крутых пластов переменной мощности, состоящий из двух бессекционных щитов, поставленных под углом один к другому и связанных металлическими шарнирами. Недостатком этой конструкции является большая трудность осуществления управляемой раздвижки щита за счет технологических операций и давления обрушенных пород при наличии гибких канатных связей крыльев щитового перекрытия [1]. Known sliding tent shield for the development of steep formations of variable power, consisting of two sectionless shields placed at an angle to one another and connected by metal hinges. The disadvantage of this design is the great difficulty of the controlled sliding of the shield due to technological operations and the pressure of the collapsed rocks in the presence of flexible cable ties of the wings of the shield panel [1].

В качестве прототипа принят раздвижной щит, состоящий из двух рядов балок, верхнего и нижнего, установленных параллельно друг другу. Нижний ряд балок является выдвижным. Перемещение одного ряда балок относительно другого осуществляется домкратами, цилиндры которых жестко связаны с верхним рядом балок, а штоки - с нижним [2]. As a prototype adopted a sliding shield, consisting of two rows of beams, upper and lower, installed parallel to each other. The bottom row of beams is extendable. The movement of one row of beams relative to another is carried out by jacks, the cylinders of which are rigidly connected with the upper row of beams, and the rods with the lower [2].

Недостатками прототипа являются:
- громоздкость и большая инерционность щита, приводящая к риску прорыва обрушенных пород под перекрытие;
- сложность управления раздвижкой щита из-за отсутствия штатного места для размещения обслуживающего персонала.The disadvantages of the prototype are:
- cumbersome and large inertia of the shield, leading to the risk of breakthrough of collapsed rocks under the overlap;
- the difficulty of controlling the sliding of the shield due to the lack of a regular place to accommodate staff.

Перечисленные недостатки резко снижают эффективность применения раздвижного щита при отработке мощного крутого угольного пласта по щитовой системе разработки. These shortcomings dramatically reduce the effectiveness of using a sliding shield when mining a powerful steep coal seam in a shield development system.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности использования раздвижного щитового перекрытия при разработке мощного крутого пласта за счет облегчения его конструкции и автоматического регулирования ширины перекрытия в соответствии с меняющейся мощностью отрабатываемого пласта. The aim of the invention is to increase the efficiency of the use of sliding shield overlap when developing a powerful steep formation by facilitating its design and automatically adjusting the overlap width in accordance with the changing power of the worked out formation.

Поставленная цель достигается тем, что перекрытие набирается из однотипных секций, каждая секция содержит верхний и нижний, выдвижной, ряды балок, установленных параллельно друг другу, гидравлический домкрат и устройство автоматического регулирования длины секции. Секции связаны между собой в виде гирлянды гибкими связями в два ряда, наложенными по противоположным краям верхнего ряда балок. При этом длина каждой гибкой связи не более высоты секции, а нижний край выдвижного ряда балок выполнен скошенным. This goal is achieved in that the overlap is recruited from the same sections, each section contains an upper and lower, retractable, rows of beams installed parallel to each other, a hydraulic jack and a device for automatically adjusting the length of the section. The sections are interconnected in the form of a garland by flexible ties in two rows superimposed on opposite edges of the upper row of beams. The length of each flexible connection is not more than the height of the section, and the lower edge of the extendable row of beams is made beveled.

Предлагаемая конструкция щитового перекрытия поясняется схемами. На фиг. 1 показано раздвижное щитовое перекрытие (вид в плане); на фиг. 2 - секция щитового перекрытия (фронтальная проекция); на фиг. 3 - то же (вид в плане); на фиг. 4. - разрез по А-А на фиг. 2; на фиг. 5 - секция перекрытия со снятой крышкой (вид в плане); на фиг. 6 - схема плавного опускания перекрытия. The proposed design of the shield slab is illustrated by diagrams. In FIG. 1 shows a sliding shield panel (plan view); in FIG. 2 - section of the shield panel (frontal projection); in FIG. 3 - the same (plan view); in FIG. 4. - section along aa in fig. 2; in FIG. 5 - overlap section with the cover removed (plan view); in FIG. 6 is a diagram for smoothly lowering the overlap.

Щитовое раздвижное перекрытие 1 состоит из однотипных линейных секций 2, установленных вплотную друг у другу боковыми сторонами последовательно и связанных между собой двумя рядами гибких связей 3, выполненных в виде отрезков троса или круглозвенной цепи. Каждая секция 2, в свою очередь, содержит два ряда балок, верхний 4 и нижний 5, установленных параллельно друг другу с возможностью телескопического перемещения одного ряда относительно другого. Верхний ряд балок жестко связан между собой (например, при помощи сварки) диагонально ориентированными ребрами жесткости 6 и крышкой 7, выполненной в виде стального листа. К боковинам верхнего ряда балок по его диагонально противоположным краям и впотай приварены проушины 8 для крепления гибких связей 3. Между балками верхнего ряда по продольной оси секции перекрытия установлен центрирующий выступ 9, служащий, с одной стороны, для центрирования пружины 10 (устройства автоматического регулирования длины секции перекрытия), с другой - для упора штока гидродомкрата 11, цилиндр которого жестко связан с нижним рядом балок 5. Нижний ряд 5 может быть выполнен из двух отрезков швеллеров, связанных между собой сверху и снизу стальными листами при помощи сварки. Между балками нижнего ряда по оси секции жестко закреплена труба 12, в толстостенной части которой располагается гидродомкрат 11, а в тонкостенной - пружина 10. При этом шток гидродомкрата находится на одной оси с выступом 9, но не связан с ним. Перекрытие монтируют в горизонтальном слое мощного крутого угольного пласта на опорных целиках, ориентируя секции вкрест простирания пласта выдвижной частью в сторону почвы пласта. При этом подбирают такое количество секций перекрытия, чтобы полностью перекрыть рабочее пространство очистного забоя. Боковые поверхности секций последовательно связывают гибкими связями 3. Поверх перекрытия укладывают эластичное покрытие 13, предохраняющее рабочее пространство от мелкой просыпи. Пространство над перекрытием заполняют сыпучим закладочным материалом или обрушенными породами. The sliding panel board 1 consists of the same linear sections 2, mounted close to each other with the sides in series and interconnected by two rows of flexible connections 3, made in the form of cable segments or round link chains. Each section 2, in turn, contains two rows of beams, the upper 4 and lower 5, mounted parallel to each other with the possibility of telescopic movement of one row relative to another. The upper row of beams is rigidly interconnected (for example, by welding) with diagonally oriented stiffeners 6 and a cover 7 made in the form of a steel sheet. The eyes 8 are welded to the sides of the upper row of beams along its diagonally opposite edges to secure flexible connections 3. A centering protrusion 9 is installed between the beams of the upper row along the longitudinal axis of the overlap section, which serves, on the one hand, to center the spring 10 (automatic length adjustment devices overlapping sections), on the other hand, for stopping the hydraulic jack rod 11, the cylinder of which is rigidly connected with the lower row of beams 5. The lower row 5 can be made of two sections of channels connected to each other from above and studied the steel sheets by welding. Between the beams of the lower row along the axis of the section, a pipe 12 is rigidly fixed, in which a hydraulic jack 11 is located in the thick-walled part, and a spring 10. In this case, the hydraulic jack rod is on the same axis with the protrusion 9, but is not connected with it. The overlap is mounted in a horizontal layer of a powerful steep coal seam on supporting pillars, orienting the sections across the strike of the formation with the extension part towards the soil of the formation. At the same time, such a number of overlapping sections is selected to completely overlap the working space of the working face. The lateral surfaces of the sections are sequentially connected by flexible ties 3. An elastic coating 13 is placed on top of the overlap, protecting the working space from small spills. The space above the ceiling is filled with loose filling material or collapsed rocks.

Работа перекрытия осуществляется следующим образом. За счет распорного усилия, развиваемого пружиной 10, секция перекрытия имеет длину, соответствующую ширине горизонтального слоя отрабатываемого пласта. При подрубке опорного целика у почвы под действием веса пород нижний ряд балок данной секции, преодолевая сопротивление пружины, приходит в движение, тем самым сокращая длину секции. В результате - секция начинает опускаться в выработанное пространство, скользя выдвижным краем по почве пласта на величину, равную длине гибкой связи, наложенной на секцию перекрытия со стороны выдвижной части. При подрубке опорного целика у почвы пласта под второй секцией перекрытия та, в свою очередь, также опустится выдвижным краем на величину, равную длине гибкой связи, но тогда первая секция тоже опустится на такую же величину относительно второй секции, и так до тех пор, пока первая секция своим выдвижным краем не ляжет на опорный целик, оставленный для этого в следующем слое. При этом под действием пружины 10 выдвижной край секции всегда будет касаться почвы пласта, как бы автоматически отслеживая ее изменения. При последующей подрубке опорного целика у кровли пласта каждая секция будет опускаться в выработанное пространство на глубину несколько меньшую, чем длина гибкой связи. При этом под действием пружины каждая секция будет увеличиваться в длину, отслеживая тем самым изменения кровли пласта. The overlap is as follows. Due to the spacer force developed by the spring 10, the overlap section has a length corresponding to the width of the horizontal layer of the worked out formation. When the support pillar is cut near the soil under the influence of the weight of the rocks, the lower row of beams of this section, overcoming the resistance of the spring, comes into motion, thereby reducing the length of the section. As a result, the section begins to sink into the worked-out space, sliding with a sliding edge along the soil of the formation by an amount equal to the length of the flexible connection superimposed on the overlapping section from the side of the sliding part. When the support pillar is cut near the formation soil under the second section of overlap, it, in turn, also falls by the sliding edge by an amount equal to the length of the flexible connection, but then the first section also falls by the same amount relative to the second section, and so on, until the first section with its retractable edge will not lie on the support pillar left for this in the next layer. In this case, under the action of the spring 10, the sliding edge of the section will always touch the formation soil, as if automatically tracking its changes. During the subsequent cutting of the support pillar at the top of the formation, each section will fall into the worked-out space to a depth somewhat less than the length of the flexible connection. At the same time, under the action of the spring, each section will increase in length, thereby tracking changes in the formation roof.

Во избежание падения края секция на исполнительный орган выемочной машины, подрубающий опорный целик, каждая секция может быть зафиксирована в исходном положении путем подачи рабочей жидкости в поршневую полость гидродомкрата 11. При этом шток гидродомкрата упрется в центрирующий выступ 9. После прохода исполнительного органа распор гидродомкрата снимается и далее секция опускается автоматически под действием веса обрушенных пород над ней. In order to prevent the edge from falling off, the section on the executive body of the extraction machine, chopping the support pillar, each section can be fixed in its original position by supplying the working fluid to the piston cavity of the hydraulic jack 11. In this case, the hydraulic jack rod will abut against the centering protrusion 9. After the executive body passes, the hydraulic jack spacer is removed and then the section drops automatically under the influence of the weight of the collapsed rocks above it.

Исполнение раздвижного перекрытия секционным значительно облегчает конструкцию, за счет применения гибких связей оно стало более маневренным, за счет использования автоматических регуляторов длины резко уменьшена вероятность прорыва пород в очистное пространство, а за счет использования эластичного покрытия исключено попадание в рабочее пространство и мелкой просыпи. Кроме того, исключена необходимость присутствия людей в рабочей зоне при опускании перекрытия. Все это, по нашему мнению, должно способствовать повышению эффективности разработки мощных крутых угольных пластов. The design of the sliding sectional overlap greatly facilitates the design, through the use of flexible connections it has become more maneuverable, through the use of automatic length regulators, the probability of rock breakthrough into the treatment space is sharply reduced, and due to the use of an elastic coating, it is impossible to get into the workspace and small spills. In addition, the need for the presence of people in the working area when lowering the floor is excluded. All this, in our opinion, should contribute to increasing the efficiency of developing powerful steep coal seams.

Источники информации:
1. Технология щитовой разработки угольных месторождений/ Курленя М.В., Зворыгин Л. В. , Лебедев А.В. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988, с. 128; рис. 4.15,е - аналог.Sources of information:
1. The technology of shield mining of coal deposits / Kurlenya MV, Zvorygin L.V., Lebedev A.V. - Novosibirsk: Science. Sib. Department, 1988, p. 128; fig. 4.15, e is an analogue.

2. Там же, с. 190, рис. 5.28. - прототип. 2. Ibid., P. 190, fig. 5.28. - prototype.

Claims

Sliding switchboard overlap containing two rows of beams - the upper and lower sliding - installed parallel to each other, and hydraulic jacks that provide telescopic movement of the lower row relative to the upper one, characterized in that it is recruited from the same type of sections installed sequentially close to each other with the sides, and covered elastic coating, each section is equipped with elements of automatic length control, sections are interconnected in the form of a garland in two parallel rows of flexible bonds it, superimposed on diagonally opposite edges of the upper row of beams, the length of the flexible connection not exceeding the height of the section, and the lower edge of the extendable row of beams made beveled.