RU2408786C1

RU2408786C1 - Powered support for steep beds

Info

Publication number: RU2408786C1
Application number: RU2009135457/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Перфилов (RU); Александр Александрович Перфилов
Original assignee: Александр Александрович Перфилов
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2011-01-10

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: powered support comprises base supporting structure and linear supporting sections. Base supporting structure is divided into two base sections each of which consists of front and goaf walls with hydraulic props of stay brace. Each linear section consists of hydraulic prop with top part and support plate, which are fixed on the capsule with stiffeners; at that, bottom of capsule has thickening in the form of a shoe. Front and goaf walls of base section are connected to each other with extension-type cross beams with hydraulic jacks inside them and brace hydraulic props on their ends, and their middle part is kinematically connected by means of extension-type brackets having correction hydraulic jacks inside them with linear support sections.

EFFECT: excluding jamming and seizure of support sections, stability of support, and possible up-dip moving of sections.

3 dwg

Description

Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к области механизированного крепления очистных выработок при выемке угля из средней мощности крутых пластов.The invention relates to the coal industry, in particular to the field of mechanized fastening of mine workings during the extraction of coal from the average power of steep seams.

Актуальность изобретения:The relevance of the invention:

«…создание эффективных средств механизации для добычи угля из крутых пластов представляет собой сложнейшую научную и конструкторскую проблему, причем не только в России, но и за рубежом.“... the creation of effective means of mechanization for coal mining from steep seams is a very difficult scientific and design problem, not only in Russia but also abroad.

До настоящего времени не создано эффективной техники и безопасной технологии для отработки крутых пластов. Поэтому во многих угледобывающих странах такие пласты не отрабатываются, а консервируются.To date, no effective technology and safe technology for mining steep formations has been created. Therefore, in many coal-mining countries, such layers are not practiced, but preserved.

Проблема создания средств комплексной механизации для отработки крутых пластов остается актуальной для Кузбасса»(из документов Департамента угольной промышленности и энергетики Кузбасса, 2008).The problem of creating integrated mechanization tools for mining steep formations remains relevant for the Kuzbass ”(from documents of the Department of Coal Industry and Energy of the Kuzbass, 2008).

Известны очистные комплексы типа КМ87, КМ88, КМТ, ОКП, КМ103, включающие секции крепи, направляющие СЕКЦИОННЫЕ БАЛКИ, соединяющие став конвейера с секциями крепи, БАЗУ комплекса в виде конвейерного става и выемочного органа [1]. Это мощные, высокопроизводительные комплексы с устойчивыми механизированными крепями работают при углах падения пласта до 10-15 градусов. Известны современные унифицированные комплексы нового технического уровня типа КМ137, КМ138, КМ142, КМ143, КМ144, рассчитанные на пологие угольные пласты с углом падения до 35 градусов [2].Known treatment plants of the type KM87, KM88, KMT, OKP, KM103, including roof support sections, guide SECTION BEAMS connecting the conveyor belt to the roof support sections, the BASE of the complex in the form of a conveyor stand and a excavating organ [1]. These are powerful, high-performance complexes with stable mechanized supports working at dip angles of 10-15 degrees. Known modern unified complexes of a new technical level such as KM137, KM138, KM142, KM143, KM144, designed for flat coal seams with an angle of incidence of up to 35 degrees [2].

Все указанные комплексы невозможно применять на наклонных и крутых пластах с углом залегания свыше 35 градусов и при безлюдной выемке угля. На крутом падении крепь склонна к сползанию и опрокидыванию в сторону падения. Поиски механизма стабилизации крепи ведутся в различных направлениях.All of these complexes cannot be used on inclined and steep seams with a bed angle of more than 35 degrees and with deserted coal mining. On a steep fall, the lining is prone to slipping and tipping over towards the fall. The search for a support mechanism for stabilization is carried out in various directions.

Известен комплекс Долинского МКД с механизированной крепью [3]. Комплекс для наклонных и крутых пластов МКД, включающий став комплекса, очистной комбайн, систему управления и секции крепи, каждая из которых содержит перекрытие с козырьком, имеющим возможность поворачиваться в сторону забоя на 180 градусов, ограждение, стойки и основание связанное со ставом двигательным домкратом и СЕКЦИОННОЙ НАПРАВЛЯЮЩЕЙ, отличающийся тем, что основание секции крепи выполнено единым для секции и снабжено ВЕРТИКАЛЬНЫМ КРОНШТЕЙНОМ И ПРОУШИНАМИ, расположенным в плоскости симметрии основания, секционная направляющая состоит из ДВУХ ШАРНИРНО СОЕДИНЕННЫХ БАЛОК с тремя взаимно параллельными шарнирами.The well-known Dolinsky MKD complex with mechanized support [3]. Complex for inclined and steep formations of MKD, including the complex becoming, a shearer, a control system and support sections, each of which contains an overlap with a visor that can rotate 180 degrees to the bottom, a guard, racks and a base connected with the stays by a motor jack and SECTIONAL GUIDE, characterized in that the base of the lining section is made uniform for the section and is equipped with a VERTICAL BRACKET AND EARRINGS located in the plane of symmetry of the base, the sectional guide with stands out of TWO HINGED CONNECTED BEAMS with three mutually parallel hinges.

Недостатки крепи комплекса МКД следующие. Система стабилизации секций в плоскости, перпендикулярной плоскости става двумя направляющими балками с вертикальным кронштейном по башмаку и со стабилизирующим домкратом по верхняку, устраняет или уменьшает стремление к наклону секций на забой или от забой, но мало препятствует развороту, наклону и сползанию в сторону падения пласта. Сползанию, перекосам и опрокидыванию способствует и НЕПРИЖАТОСТЬ БАЗОВОЙ БАЛКИ К ПОЧВЕ ПЛАСТА особенно при обводненности почвы(естественная или при орошение), при вибрации выемочного органа при слабых боковых породах(купала над верхняками и зарывание башмака в почву пласта).The disadvantages of supporting the MKD complex are as follows. The system of stabilization of sections in a plane perpendicular to the plane of becoming two guide beams with a vertical bracket on the shoe and with a stabilizing jack on the upper shaft eliminates or reduces the tendency to tilt the sections to the bottom or from the bottom, but does not prevent the turn, tilt and slide towards the dip of the formation. RELEASE OF THE BASIC BEAM TO THE SOIL OF THE FORM especially contributes to waterlogging of the soil (natural or irrigation), vibration of the excavating organ with weak lateral rocks (bathed above the upper sections and buried the shoe in the soil of the formation).

Известна механизированная крепь для пластов крутого падения [4], принятая в качестве прототипа.Known mechanized lining for steep fall layers [4], adopted as a prototype.

Она включает базовый став, разделенный на базовые секции, каждая из которых состоит из передней и завальной стенок с гидростойками распора и хвостовиков, соединяющих переднюю и завальную стенки по почве пласта, и линейные секции, каждая из которых состоит из гидростойки с верхняком и опорной плитой, которые крепятся на роликовых опорах, установленных с возможностью перемещения внутри хвостовиков базовой секции, отличается тем, что линейные секции содержат капсулу с ребрами жесткости и покрытую пористой резиной или полимером, на которую опираются гидростойка с верхняком и опорной плитой, а роликовые опоры прикреплены к капсуле, причем капсула выполнена с утолщением днища в виде башмака. Для удобства обслуживания аппаратуры управления, расположенной в капсуле, вдоль передней стенки базовой секции проложен людской ходок с воздухопроводом, создающим подпор чистого воздуха как внутри ходка, так и внутри капсулы аппаратного отсека.It includes a base stand, divided into base sections, each of which consists of a front and block walls with hydraulic racks of a thrust and shanks connecting the front and block walls along the soil of the formation, and linear sections, each of which consists of a hydro stand with an upper and a base plate, which are mounted on roller bearings mounted to move inside the shanks of the base section, characterized in that the linear sections contain a capsule with stiffeners and coated with porous rubber or polymer, on which pyran gidrostoyka with verhnyakom and the base plate, and a support roller attached to the capsule, wherein the capsule is configured as a thickening of the bottom shoe. For the convenience of servicing the control equipment located in the capsule, along the front wall of the base section there is a human walker with an air duct creating a back-up of clean air both inside the walker and inside the capsule of the hardware compartment.

Недостатком данной механизированной крепи является размещение роликовых опор внутри хвостовиков, что может привести к их заштыбовке и заклиниванию особенно на пластах со слабыми боковыми породами и почвами, склонными к вспучиванию. Заклинивание роликовых опор может значительно снизить работоспособность крепи.The disadvantage of this mechanized lining is the placement of roller bearings inside the shanks, which can lead to their filling and jamming, especially on formations with weak lateral rocks and soils prone to expansion. Jamming the roller bearings can significantly reduce the performance of the lining.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ - дальнейшее повышение устойчивости и улучшение передвигаемости крепи на крутом падении в условиях слабых боковых пород.The OBJECT of the INVENTION is to further increase the stability and improve the mobility of the lining on a steep fall in the conditions of weak lateral rocks.

Поставленная цель достигается тем, что передняя и завальная оградительные стенки базовой секции связаны между собой раздвижными траверсами, которые имеют кинематическую связь с линейными секциями посредством раздвижных кронштейнов. Передвижка крепи осуществляется за счет гидродомкратов, расположенных внутри траверс, а периодическая компенсация сползания крепи осуществляется за счет домкратов коррекции, находящихся внутри раздвижных кронштейнов. Таким образом, крепь из «перекатывающейся по хвостовикам» превращается в «шагающую».This goal is achieved by the fact that the front and obstruction wall of the base section are interconnected by sliding traverses, which have a kinematic connection with the linear sections by means of sliding brackets. The movement of the lining is carried out by hydraulic jacks located inside the traverse, and periodic compensation for the sliding of the lining is carried out due to the correction jacks located inside the sliding brackets. Thus, the lining from “rolling along the shanks” turns into “walking”.

Все другие элементы предлагаемой крепи идентичны крепи-аналогу [4]. Управляющая электроника так же ограждена от виброударных воздействий покрытием корпуса капсулы слоем пористой резины или полимером.All other elements of the proposed lining are identical to the lining-analogue [4]. Control electronics are also protected from vibration by coating the capsule body with a layer of porous rubber or polymer.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлен вертикальный разрез секции крепи, на фиг.2 - вид на крепь сверху с разрезом; на фиг.3 - вид на крепь сбоку с местным разрезом.Figure 1 shows a vertical section of the lining section, figure 2 is a view of the lining from above with a slit; figure 3 is a side view of the lining with a local incision.

Линейная секция состоит из гидростойки распора 2 с верхняком 1, опорной плитой 3 и прочной капсулой 4 с ребрами жесткости, покрытой резиной или полимером и имеющей утолщение нижней ее части в виде башмака 5.The linear section consists of a hydrostatic strut 2 with the top 1, a base plate 3 and a strong capsule 4 with stiffeners, coated with rubber or polymer and having a thickening of its lower part in the form of a shoe 5.

Непосредственно к капсуле 4 крепится раздвижной кронштейн 9 с домкратом коррекции 10, расположенным внутри него.Directly to the capsule 4 is attached a sliding bracket 9 with a correction jack 10 located inside it.

Базовая секция состоит из передней 11 и завальной 12 оградительных стенок с возможностью удлиняться и укорачиваться вдоль лавы, которые связаны между собой раздвижными траверсами 6 с распорными гидростойками 7, 8 по их концам, а средней своей частью кинематически связаны с раздвижными кронштейнами 9 линейных секций.The basic section consists of the front 11 and the wall 12 of the fence with the ability to extend and shorten along the lava, which are interconnected by sliding traverses 6 with spreader gutters 7, 8 at their ends, and their middle part is kinematically connected with the sliding brackets 9 of the linear sections.

Внутри траверс 6, 15 находятся гидродомкраты передвижки 13, 14, которые обеспечивают подачу линейных и базовых секций крепи на забой «шагающим способом».Inside the traverse 6, 15 there are hydraulic jacks of the shifting 13, 14, which provide the supply of linear and basic sections of the lining to the face "walking method".

Ход работProgress

Выемочный цикл начинается с разрушения угля физическим способом типа лазера, ультразвука или струи воды высокого давления. Аппаратура управления выемочным органом расположена в капсуле 4. Доставка угля по лаве на крутом падении осуществляется самотеком.The extraction cycle begins with the destruction of coal in a physical way such as a laser, ultrasound or a jet of high pressure water. The mining control equipment is located in capsule 4. Coal is delivered by gravity along a lava at a steep fall.

После вымки полоски угля передняя оградительная стенка 11 вместе с разгруженными гидростойками 7, 17 подается на забой домкратами передвижки 13, 19, при этом траверсы 6, 15 раздвигаются. Затем гидростойки 7, 17 распираются, а гидростойка 2 линейной секции крепи разгружается, линейная секция приподнимается от почвы пласта и «переносится», подтягивается домкратами 13, 19 к передней стенке 11 базовой секции. После распора линейной секции, аналогичным образом разгружаются стойки 8, 18 и завальная оградительная стенка 12 подтягивается домкратами 14, 20 к линейной секции и стойки 8, 18 распираются. На этом заканчивается подготовка крепи к новому выемочному циклу.After the strip of coal has been extracted, the front guard wall 11, together with the unloaded hydroracks 7, 17, is fed to the bottom by the jacks of the shifter 13, 19, while the traverses 6, 15 are moved apart. Then, the hydraulic columns 7, 17 are bursting, and the hydraulic column 2 of the linear section of the lining is unloaded, the linear section is lifted from the soil of the formation and “transported”, pulled by jacks 13, 19 to the front wall 11 of the base section. After the expansion of the linear section, the racks 8, 18 are unloaded in a similar way and the obstruction wall 12 is pulled by the jacks 14, 20 to the linear section and the racks 8, 18 are bursting. This completes the preparation of the lining for a new excavation cycle.

Такой способ передвижки крепи особенно эффективен при слабой склонной к вспучиванию почве. При этом заштыбовка и заклинивание секциям крепи не грозит. Устойчивость крепи на крутом падении гарантируется тем, что большинство гидростоек постоянно находится в распоре с боковыми породами.This method of moving the lining is especially effective in weak soil prone to swelling. At the same time, the bolting sections are not threatened with pinning and jamming. The stability of the lining in a steep fall is guaranteed by the fact that most of the hydroracks are constantly in contact with the side rocks.

При необходимости коррекции крепи, в результате ее сползания или изменения длины лавы за счет перегибов и колебаний угла падения пласта, конструкция крепи позволяется передвигать секции по восстанию пласта поочередно, начиная с верхней.If it is necessary to correct the support, as a result of its sliding or changing the length of the lava due to kinks and fluctuations in the angle of incidence of the formation, the construction of the support allows moving sections along the uprising of the formation alternately, starting from the top.

Процесс начинается с кратковременной разгрузки гидростоек 7, 8 и подачи траверсы 6 домкратом коррекции 10 вверх по восстанию. После распора гидростоек 7, 8, разгружается и подтягивается линейная секция тем же домкратом коррекции 10. После распора линейной секции разгружаются гидростойки 17, 18 передней и завальной стенок базовой секции и другая траверса 15 подтягивается к линейной секции.The process begins with a short-term unloading of the hydraulic struts 7, 8 and the supply of the yoke 6 with a correction jack 10 up the uprising. After the expansion of the hydraulic struts 7, 8, the linear section is unloaded and tightened with the same correction jack 10. After the expansion of the linear section, the hydraulic struts 17, 18 of the front and block walls of the base section are unloaded and the other cross beam 15 is pulled to the linear section.

Аналогичный процесс повторяется со всеми секциями от верха до низа лавы. При изменении длины лавы возможен обратный процесс - опускание секций крепи, начиная с самой нижней.A similar process is repeated with all sections from the top to the bottom of the lava. When changing the length of the lava, the reverse process is possible - lowering the lining sections, starting from the lowest.

Техническая и экономическая польза от внедрения данного изобретения очевидна: из-за отсутствия работоспособных крепей огромные запасы угля в крутых пластах консервируются.The technical and economic benefits of the implementation of this invention are obvious: due to the lack of workable supports, huge coal reserves in steep seams are preserved.

Источники информацииInformation sources

1. Хорин В.Н. Развитие техники для подземной добычи угля, калийных и марганцевых руд. М.: Недра, 1985, с.148-167.1. Khorin V.N. Development of technology for underground mining of coal, potash and manganese ores. M .: Nedra, 1985, p.148-167.

2. Орлов А.А. и др. Крепление и управление кровлей в комплексно механизированных очистных забоях. - М.: Недра, 1993, с.217-279.2. Orlov A.A. and others. Fastening and roof management in complex mechanized working faces. - M .: Nedra, 1993, p. 217-279.

3. Патент RU 2276729 C1, E21D 23/00, бюл.№14.3. Patent RU 2276729 C1, E21D 23/00, bull. No. 14.

4. Патент RU 2324820 C1, E21D 23/00, бюл.№14.4. Patent RU 2324820 C1, E21D 23/00, bull. No. 14.

Claims

Mechanized support for steep seams, including a base stand, divided into base sections, each of which consists of a front and block walls with hydraulic struts and linear sections, each of which consists of a hydraulic stand with an upper and base plate, which are mounted on a capsule with stiffeners moreover, the bottom of the capsule is made with a thickening in the form of a shoe, characterized in that the front and obstruction walls of the base section are interconnected by sliding traverses with hydraulic rams of movement inside and spacer hydro struts at their ends, and in the middle part kinematically connected by means of sliding brackets with correction jacks within themselves, with linear sections of the lining.