SU1723335A1

SU1723335A1 - Section of powered shield support

Info

Publication number: SU1723335A1
Application number: SU904788413A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Гаврилович Сальников; Валерий Иванович Ануфриев; Андрей Павлович Баранов; Лилия Геннадиевна Собина
Original assignee: Тульский Политехнический Институт
Priority date: 1990-02-05
Filing date: 1990-02-05
Publication date: 1992-03-30

Abstract

Изобретение относитс к щитовым механизированным креп м очистного забо . Цель изобретени - повышение надежности работы крепи при внезапном обрушении кровли. Секци крепи включает перекрытие 3 с козырьком, которое шарнирно св зано с основанием 10 в забойной части гидростойкой , а в завальной- ползуном(П)6 демпферного устройства, шарнирно закрепленнымThis invention relates to a shield mechanized crepe of a clearing downhole. The purpose of the invention is to improve the reliability of the support when a sudden collapse of the roof. The lining section includes an overlap of 3 with a visor, which is pivotally connected to the base 10 in the downhole part and is hydraulically resistant, and in the zavalnoy slider (P) 6 a damper device hinged

Description

на перекрытии, установленным в вертикальных направл ющих коробчатого сечени , которые закреплены на основании и выполнены с вертикальным пазом 13 дл размещени ограничител 14 хода. Несущий элемент св зан с П 6 П-образными скобами 23, установленными под заплечиками П 6 по внутреннему периметру вертикальных направл ющих с расположением их полок параллельно внешним несущим элементам. Конец П б имеет форму нажимного клина 18, установленного с возможностью взаимодействи со скользунами 19, верхние поверхности которых расположены параллельноon the ceiling, mounted in vertical box-section guides, which are fixed to the base and made with a vertical groove 13 for accommodating the travel stop 14. The carrier element is connected with П 6 U-shaped brackets 23 installed under the shoulders П 6 along the inner perimeter of the vertical guides with the arrangement of their shelves parallel to the external carrier elements. The end of the P b has the shape of a pressure wedge 18, installed with the possibility of interaction with side bearings 19, the upper surfaces of which are arranged in parallel

поверхност м нажимного клина 18, а их нижние поверхности св заны с упругим элементом 22 через подвижную опору 21 и наклонена к оси несущих элементов и клиновидных пластин 25. Плоские элементы 26 трени закреплены нижней частью в окнах 27 вертикальных направл ющих кронштейна . Дальние от центральной оси вертикальных направл ющих плоскости клиновидной пластины 25 и скобы параллельны этой оси, а ближние образуют с ней острый угол. Возврат П 6 в исходное положение осуществл етс за счет энергии упругого элемента 22, 6 ил.the surfaces of the pressure wedge 18, and their lower surfaces are connected to the elastic element 22 through the movable support 21 and inclined to the axis of the supporting elements and the wedge-shaped plates 25. The flat friction elements 26 are fixed to the bottom in the windows 27 of the vertical guide brackets. The distal from the central axis of the vertical guiding planes of the wedge-shaped plate 25 and the bracket are parallel to this axis, and the neighbors form an acute angle with it. The return of П 6 to the initial position is carried out at the expense of the energy of the elastic element 22, 6, or.

Изобретение относитс к подземным способам добычи полезных ископаемых и предназначено дл креплени очистных забоев угольных шахт щитовыми механизированными креп ми.The invention relates to underground mining methods and is intended for securing the cleaning faces of coal mines with shield mechanized supports.

Цель изобретени - повышение надежности работы секции при внезапном обрушении кровли.The purpose of the invention is to increase the reliability of the section during a sudden collapse of the roof.

Секци щитовой механизированной крепи включает перекрытие с козырьком, шарнирно св занное с основанием посредством гидростойки, расположенной в забойной части, и ползуна демпферного устройства, расположенного в завальной части. Ползун демпферного устройства установлен в вертикальных направл ющих, закрепленных на основании, и имеет вертикальный паз, в котором размещен ограничи- тель хода. Ползун, заканчивающийс нажимным клином, выполнен с заплечиками и св зан с несущим элементом посредством П-образных скоб, установленных под заплечиками по внутреннему периметру вертикальных направл ющих с окнами, и скользунов. Верхние поверхности скользу- нов параллельны поверхност м нажимного клина, а нижние св заны с упругим элементом посредством подвижной опоры и наклонены к оси несущих элементов. Между скользунами и П-образными пластинами расположены клиновидные пластины с плоскими элементами трени , закрепленные нижней частью в окнах вертикальных направл ющих кронштейна. Дальние от центральной оси вертикальных направл ющих плоскости клиновидной пластины и скобы параллельны этой оси, а ближние образуют с ней острый угол, что позвол ет перемещающуюс от резкой осадки кровли ползунуThe shield mechanized lining section includes an overlap with a visor pivotally connected to the base by means of a hydraulic leg located in the downhole part, and a ram of a damping device located in the intake part. The slider of the damping device is installed in vertical guides fixed to the base, and has a vertical groove in which the stroke limiter is placed. The slider, which ends with a pressure wedge, is made with shoulders and is connected with the supporting element by means of U-shaped brackets installed under the shoulders along the inner perimeter of vertical guides with windows and side bearings. The upper surfaces of the bearings are parallel to the surfaces of the pressure wedge, while the lower surfaces are connected to the elastic element by means of a movable support and are inclined to the axis of the supporting elements. Between the side bearings and the U-shaped plates there are wedge-shaped plates with flat friction elements fixed by the bottom part in the windows of the vertical guide brackets. The distal from the central axis of the vertical guide planes of the wedge-shaped plate and the bracket are parallel to this axis, and the neighbors form an acute angle with it, which allows the slide to move from the sharp precipitation of the roof

раздвигать вертикальные направл ющие, причем сопротивление движению ползуна возрастает интенсивнее, чем пройденный им путь. Возврат ползуна в исходноеpush the vertical guides apart, and the resistance to the movement of the slide increases more intensively than the path it has traveled. Return the slider to the original

положение происходит за счет накопленной упругим элементом энергии, освобождающейс по мере снижени динамической нагрузки на крепь и во врем передвижки секции.The position is due to the energy accumulated by the elastic element, which is released as the dynamic load on the lining decreases and during the section movement.

На фиг.1 изображена секци щитовой крепи, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - поглощающий аппарат; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.З; на фиг.6 - геометри Fig. 1 shows a shield support section, the general view; figure 2 - section aa in figure 1; on fig.Z - absorbing apparatus; figure 4 - section bb in fig.Z; figure 5 - section bb In fig.Z; figure 6 - geometry

механизма и схема действующих сил.mechanism and the scheme of operating forces.

Секци щитовой механизированной крепи содержит козырек 1, закрепленный посредством цилиндрического пальца 2 на консольной части перекрыти 3. Перекрытие 3, выполненное в виде жесткой металлической конструкции, опирающейс в забойной части на гидростойку 4, в завальной части посредством цилиндрического шарнира 5 соединено с ползуном 6 демпферного устройства. Неподвижна часть кронштейна 7 жестко закреплена за внешние несущие элементы 8 посредством ребер 9 к основанию 10 секции крепи. Внешние несущие элементы 8 расположены таким образом , что образуют вместе с внутренними несущими элементами 11 вертикальные направл ющие 12 коробчатого сечени .The shield mechanized lining section contains a visor 1 fixed by means of a cylindrical pin 2 on the cantilever part of the overlap 3. Overlap 3, made in the form of a rigid metal structure, resting in the bottom hole part on the hydrorack 4, is connected to the slider 6 by a cylindrical hinge 5 . The fixed part of the bracket 7 is rigidly fixed to the external bearing elements 8 by means of the ribs 9 to the base 10 of the lining section. The outer carriers 8 are arranged in such a way that they form, together with the inner carriers 11, vertical guides 12 of box section.

В боковых стенках вертикальных направл ющих 12 выполнены соосные сквозные отверсти . На одной оси с ними вCoaxial through holes are made in the side walls of the vertical guides 12. On the same axis with them in

подвижных част х кронштейна 7 выполнены соосные сквозные пазы 13 с вертикаль- ,the movable parts of the bracket 7 are made coaxially through grooves 13 with vertical;

ным расположением направл ющих. В пазыny arrangement of guides. Into the grooves

вставлены цилиндрические ограничительные пальцы 14 с односторонней цилиндрической головкой 15, длина которых больше ширины вертикальных направл ющих 12. Количество вертикальных направл ющих 12 зависит от проектной несущей способности секции крепи.cylindrical limiting pins 14 with one-sided cylindrical head 15 are inserted, the length of which is longer than the width of vertical guides 12. The number of vertical guides 12 depends on the design bearing capacity of the support section.

На внешней боковой поверхности внутреннего несущего элемента 11 соосно с пальцем 14 закреплен отрезок трубы 16, внутренний диаметр которой больше на- ружного диаметра цилиндрической головки 15 пальца 14 на величину зазора, позвол ющего вставить палец с головкой без трени . В стенках отрезка трубы 16 выполнены со- осные отверсти , в которые вставлены сто- порные элементы 17, например шплинты.On the outer side surface of the inner carrier 11, a pipe 16 is fixed coaxially with the finger 14, the inner diameter of which is greater than the outer diameter of the cylindrical head 15 of the finger 14 by the size of the gap that allows inserting the finger with the head without friction. In the walls of the length of pipe 16, axial holes are made into which locking elements 17, for example, cotter pins, are inserted.

В нижней части ползуна 6 выполнен нажимной клин 18, которым ползун опираетс на скользуны 19. Верхние поверхности скользунов 19 выполнены параллельными нижним поверхност м нажимного клина 18 с возможностью их взаимодействи и наклонены к оси несущих элементов на острый угол. Дальние от центральной оси вертикальных направл ющих 12 плоскости скользунов 19 наклонены к этой оси на острый угол, величину которого выбирают исход из услови требуемой податливости демпферного устройства.In the lower part of the slider 6, a pressure wedge 18 is made, with which the slider rests on the side bearings 19. The top surfaces of the side bearings 19 are made parallel to the bottom surfaces of the pressure wedge 18 with the possibility of their interaction and are inclined to the axis of the bearing elements at an acute angle. The planes of the side bearings 19, distant from the central axis of the vertical guides 12, are inclined to this axis at an acute angle, the magnitude of which is chosen on the basis of the required compliance of the damping device.

В нижней части скользунов 19 выпол- нено опорное гнездо, плоска опорна поверхность 20 которого наклонена к центральной оси вертикальных направл ющих 12 на тупой угол, С плоскостью 20 скользуна 19 взаимодействует подвижна опора 21. Поджатиеопоры 21 осуществлено посредством упругого элемента 22, например пружины или силового гидроцилиндра, опирающихс на основание 10.In the lower part of the side bearings 19 there is a support nest, the flat support surface 20 of which is inclined to the central axis of the vertical guides 12 at an obtuse angle. A movable support 21 interacts with the plane 20 of the side bearing 19, the compression of the support 21 is effected by means of an elastic element 22, for example, a spring or force hydraulic cylinders supported on base 10.

По внутреннему периметру вертикаль- ных направл ющих 12 коробчатого сечени расположены две П-образные скобы 23, прижатые плоскими част ми по внутреннему периметру вертикальных направл ющих . Между полками скоб 23 и удаленными от центральной оси вертикальных- направл ющих 12 плоскост ми скользунов 19 образованы полости 24. В полост х 24 размещены неподвижные клиновидные пластины 25. Дальн от центральной оси плоскость клиновидной пластины 25 параллельна ей, а ближн наклонена на тот же угол, что и внешн плоскость скользуна 19. На боковых плоскост х неподвижной клиновидной пластины 25 закреплены плоские элементы 26 трени , например металлоке- рамические. Элементы 26 трени вставлены в ниши неподвижных пластин 25 и закреплены посредством винтов или сварки по контуру/Неподвижные пластины 25 закреплены нижней частью в окне 27, выполненном во внешнем несущем элементе 8. В стенках П-образных скоб 23 выполнены несквозные ниши 28, в которые вход т без трени приливы 29 опоры 21. Координаты -ниш и приливов выбраны таким, чтобы между заплечиками ползуна 6 и скобами 23 оставалс зазор.Along the inner perimeter of the vertical guideways 12 of the box section there are two U-shaped brackets 23, which are pressed flat in parts along the inner perimeter of the vertical guides. Cavities 24 are formed between the flanges of the brackets 23 and the planes 12 of the side bearings 19 that are distant from the central axis of the vertical-guides. In the cavity 24 there are stationary wedge-shaped plates 25. Far from the central axis, the plane of the wedge-shaped plate 25 is parallel to it, and the middle is inclined at the same angle , as the external plane of the sidewall 19. On the lateral planes of the fixed wedge-shaped plate 25 there are fastened flat friction elements 26, for example, metal-ceramic. The friction elements 26 are inserted into the recesses of the fixed plates 25 and secured by means of screws or contour welding. The fixed plates 25 are fixed with the lower part in the window 27 made in the external supporting element 8. In the walls of the U-shaped brackets 23 there are made open holes 28 in which the entrance t without friction, the tides 29 of the support 21. The coordinates of the nish and the tides are chosen so that a gap remains between the shoulders of the slider 6 and the brackets 23.

Секци механизированной крепи работает следующим образом.Section mechanized lining works as follows.

В цикле поддержани кровли опускающа с толща пород воздействует на козырек 1 секции или непосредственно на перекрытие 3, вызыва его изгиб. Нагрузка от козырька 1, передаваема через цилиндрический палец 2, и непосредственно приложенна к перекрытию 3, распредел етс в зависимости от условий контактировани между гидростойкой 4 и кронштейном 7. Поскольку соединение перекрыти 3 и ползуна 6 осуществл етс посредством цилиндрического шарнира 5, нагрузка на кронштейн 7 передаетс в виде сосредоточенной силы, одна составл юща которой направлена вдоль продольной оси кронштейна 7, а втора перпендикул рна ей, Со- ставл юща силы, перпендикул рна вертикальной оси кронштейна 7, передаетс от ползуна 6 непосредственно на внешние несущие элементы 8, а такжэ от площадок контактировани ползуна 6 со скользунами 19 через клиновидную неподвижную пластину 25 на скобу 23 и далее на внешний несущий элемент 8, вызыва его поперечный изгиб. При изгибе внешний несущий элемент 8 накапливает потенциальную энергию за счет упругой деформации. Составл юща нагрузки вдоль вертикальной оси кронштейна 7 от смещающегос вниз ползуна б передаетс на нажимной клин 18. По мере передвижени вниз нажимной клин 18 давит на скользуны 19, создава на контакте с ними раздвигающее усилие. Поскольку угол наклона верхней площадки скользунов больше угла наклона нижней и обе площадки выполнены из одного материала, сдвигающа составл юща на верхней площадке всегда больше, чем на нижней, что предотвращает заклинивание скользунов. Раздвигающее усилие на плоской опорной поверхности 20 прижимает скользуны 19 к неподвижным клиновидным пластинам 25 с элементами 26 трени . Так как клиновидна пластина 25 не закреплена от поворота, своей второй плоской стороной с элементами 26 трени она прижимаетс к неподвижным скобам 23, остава сь в полости 24. Смещению клиновидной пластины 25 вниз преп тствует прилив в нижней части , вход щий с зазором в окно 27.In the roof maintenance cycle, the descending rock mass acts on the visor 1 of the section or directly on the ceiling 3, causing it to bend. The load from the visor 1, transmitted through the cylindrical pin 2, and directly applied to the overlap 3, is distributed depending on the contact conditions between the hydrostable 4 and the bracket 7. As the connection of the overlap 3 and the slider 6 is carried out by means of a cylindrical hinge 5, the load on the bracket 7 is transmitted in the form of a concentrated force, one component of which is directed along the longitudinal axis of the bracket 7, and the second is perpendicular to it, the component of the force perpendicular to the vertical axis of the bracket 7, It is transmitted from the slider 6 directly to the external carriers 8, as well as from the contact areas of the slider 6 with the side bearings 19 through the wedge-shaped fixed plate 25 to the bracket 23 and then to the external carrier 8, causing its transverse bending. When bending, the external carrier element 8 accumulates potential energy due to elastic deformation. The component load along the vertical axis of the bracket 7 from the downward slider b is transferred to the pressure wedge 18. As it moves downward, the pressure wedge 18 presses against the side bearings 19, creating a spreading force at the contact with them. Since the angle of inclination of the upper padding side is greater than the angle of inclination of the lower side and both bays are made of the same material, the shearing component on the upper pad is always larger than the lower one, which prevents jamming of the side bearings. The pushing force on the flat support surface 20 presses the side bearings 19 to the fixed wedge-shaped plates 25 with the friction elements 26. Since the wedge-shaped plate 25 is not secured against rotation, with its second flat side with friction elements 26, it presses against the fixed brackets 23, remaining in the cavity 24. A downward tide at the bottom that enters the window 27 with a gap prevents the wedge-shaped plate 25 from moving down. .

По мере опускани кровли и увеличени нагрузки скользуны 19 создают все большее прижимное усилие неподвижной клиновидной пластины 25 к подвижной скобе 23, увеличива силу трени между этими элементами. Увеличение силы трени приводит к тому, что ползун 6, смеща сь вниз, встречает нарастающее сопротивление демпферного устройства и продольное усилие плавно передаетс на стенки вертикальных направл ющих 12 и основание 10. Угол ft подбирают таким образом, чтобы при предполагаемых значени х статической нагрузки просадка ползуна 6 была меньше зазора между нижней опорной поверхностью заплечиков ползуна 6 и П-об- разными скобами 23.As the roof is lowered and the load increases, the side bearings 19 create an increasing clamping force of the fixed wedge-shaped plate 25 against the movable bracket 23, increasing the frictional force between these elements. An increase in the friction force causes the slider 6, shifting down, to meet the growing resistance of the damping device and the longitudinal force is smoothly transmitted to the walls of the vertical guides 12 and the base 10. The angle ft is chosen so that at the expected values of the static load the slide of the slider 6 was less than the gap between the lower support surface of the shoulders of the slider 6 and U-circumferential brackets 23.

При резких осадках кровли работа демпферного устройства в начальной стадии происходит так же, как и при ее плавном опускании. Но поскольку величина динамических нагрузок значительно превышает величину статических,указанный зазор закрываетс и заплечики ползуна 6 вход т в контакт со скобами 23. Поскольку скоба 23 зажата между правым (по фиг.З) металло- керамическим элементом 26 и внешним несущим элементом 8, на обеих ее рабочих плоскост х имеютс силы трени , дл преодолени которых требуетс дополнительна сила, направленна вдоль оси кронштейна 7. Поэтому сопротивление перемещению ползуна б значительно возрастает, что приводит к гашению динамической нагрузки..With sharp precipitations of the roof, the operation of the damper device in the initial stage proceeds in the same way as with its smooth lowering. But since the magnitude of the dynamic loads significantly exceeds the static, the gap is closed and the shoulders of the slider 6 come into contact with the staples 23. Since the clamp 23 is clamped between the right-hand (according to fig. 3) metal-ceramic element 26 and the external carrier 8, its working planes have friction forces, to overcome which additional force is required, directed along the axis of the bracket 7. Therefore, the resistance to movement of the slide b increases significantly, which leads to damping of the dynamic load.

В цикле передвижки секций крепи давление кровли на перекрытие 3 значительно снижаетс . Упругий элемент 22, накопивший потенциальную энергию при сжатии, стремитс разжатьс , воздейству на опору 21. Последн приподнимает скользуны 19 и скобы 23, так как приливы 29 опоры 21 воздействуют на потолочину ниши 28, выполненной в стенках скоб 23. При этом к моменту касани приливами 29 потолочины ниши 28 заплечики ползуна б оказываютс приподн тыми над скобами 23 на прежнюю величину. Лодъем скользунов 19 и скоб 23 происходит до тех пор, пока система не придет в равновесное состо ние.In the cycle of the advancing of the roof support sections, the pressure of the roof to the overlap 3 is significantly reduced. The elastic element 22, which has accumulated potential energy during compression, tends to expand, affecting support 21. The latter lifts the side bearings 19 and the brackets 23, as the tides 29 of the support 21 affect the ceiling of the niche 28 made in the walls of the brackets 23. At the time of contact with the tides 29, the ceiling niches 28 of the slider shoulders are raised above the straps 23 by the same magnitude. The drive of the side bearings 19 and brackets 23 occurs until the system is in equilibrium.

При действии составл ющих нагрузок от кровли вдоль лавы они воспринимаютс ползуном б (дл чего ему придают соответствующую боковую жесткость) и передаютс через внутренние несущие элементы 11 на основание 10.Under the action of the component loads from the roof along the lava, they are perceived by the slider B (for which they are given appropriate lateral rigidity) and transmitted through the internal bearing elements 11 to the base 10.

Величина хода демпферного устройства ограничиваетс размерами вертикального паза 13 во внутренних несущих элементахThe stroke of the damping device is limited by the size of the vertical groove 13 in the inner bearing elements.

11. При исчерпании податливости нагрузка от ползуна б через палец 14 передаетс непосредственно на стенки направл ющих 12 и далее на основание 10. В режиме динамического нагружени самопроизвольное выпадение пальца 14 невозможно, так как его осевое смещение в одну сторону (вверх по фиг.2) ограничено цилиндричекой головкой 15, а в другую - стопорным элементом 17,11. When exhaustion is exhausted, the load from the slider b is transmitted through the finger 14 directly to the walls of the rails 12 and further to the base 10. In the dynamic loading mode, spontaneous loss of the finger 14 is impossible, since its axial displacement is in one direction (upwards in figure 2) bounded by a cylindrical head 15, and in the other by a locking element 17,

удерживаемым в отверсти х трубы 16.held in the holes of the pipe 16.

Таким образом, применение элементов трени , закрепленных на боковых поверхност х клинообразных пластин, позвол ет увеличить нагрузку на крепь, что повышаетThus, the use of friction elements fixed on the side surfaces of wedge-shaped plates allows increasing the load on the lining, which increases

ее надежность. Гашение динамических нагрузок за счет трени элементов друг о друга вызывает только износовые деформации элементов и при выходе их из стро не происходит разрушени конструкций, в томits reliability. The damping of dynamic loads due to the friction of elements against each other causes only wear deformations of elements, and when they come out of service, the structures do not collapse

числе и опасного (за счет роста усталостных трещин), что также повышает надежность крепи.number and dangerous (due to the growth of fatigue cracks), which also increases the reliability of the lining.

Claims

Invention Formula

The shield mechanized roof support section, comprising an overlap with a visor, which is pivotally connected to the base in the downhole part, is hydraulically resistant, and in the inlet part — a damper device containing a slider, pivotally fixed on the floor and mounted with the possibility of movement in vertical box-section guides, internal and external elements

which are fixed on the base, an elastic element mounted on the base and associated with the slider, and a travel stop mounted in the vertical groove of the slider, characterized in that

increase the reliability of its work in case of a sudden collapse of the roof, the slider is made with shoulders and a pressure wedge at the end and is connected with the supporting element by means of U-shaped brackets installed

under the shoulders of the slider along the inner perimeter of the vertical guides with their shelves parallel to the external supporting elements made with windows, slides, whose upper surfaces are parallel to the surfaces of the pressure wedge with the possibility of their interaction, and the lower surfaces of slides are connected with an elastic element by means of a movable support

and are inclined to the axis of the bearing elements and wedge-shaped plates with flat friction elements fixed by the lower part in the windows of the external bearing elements and installed between the side bearings and the U-shaped plates, while far from

The central axis of the vertical direction is parallel to this axis, and the proximal to the planes of the wedge-shaped plate and it are at an acute angle.

Aa

FIG. S