Верхняк індивідуального кріплення

Запропонований винахід належить до гірничої промисловості, зокрема до засобів індивідуального кріплення очисних виробок на пологих та крутих пластах. Відомий металевий шарнірний верхняк, який містить в собі балку, що має на одному кінці вилку з поперечним наскрізним отвором для з'єднання з суміжним верхняком, а на іншому кінці-вилку та шарнірну з'єднувальну ланку, зроблену у вигляді стержня з виступами на кінці для взаємодії з поперечним наскрізним отвором суміжного верхняка, стержень на іншому кінці своїми виступами фіксується ввігнутими всередину провушинами (див. авт. свід. № 901549 СРСР, Е21D17/04, опубл. 05.02.82 p.). Вадою такого верхняка є висока трудомісткість робіт при з'єднанні та роз'єднанні верхняків, неможливість його використання на малопотужних пластах через потребу навішування верхняка у вертикальному стані та розвороту уздовж його поздовжньої осі на 90°. Крім того, застосування таких верхняків знижує ефективність підтримання покрівлі у лавах при змінній ширині захвату виймального комбайну через потрібність періодичної установки додаткового ряду кріплення. Відомий також металевий шарнірний верхняк, який містить балку, оснащену на одному кінці шарнірно з'єднаною довгим кінцем П-подібної форми скобою та сполучним отвором на боковій поверхні - на другому кінці балки (див. авт. свід. №127221 СРСР, Е21D17/04, опубл. 25,03.60 p.), До вад відомого верхняка, визначеного за прототип, належить низька ефективність підтримання покрівлі у привибійному просторі лав при змінній ширині захвату виймального комбайну через потребу періодичного встановлення додаткового ряду кріплення. Довжина верхняків обумовлена шириною захвату виконавчого органу виймального комбайну. Під час кріплення виробленого простору верхняки з'єднуються між собою, утворюючи єдину шарнірну балку ("нитку"), яка нарощується після виймання кожної смуги вугілля комбайном. Ширина смуги, що виймається, залежить не тільки від конструктивних параметрів виконавчого органу комбайна, але й від міцності вугілля, що виймається. Внаслідок віджиму вугілля в лавах, а також напрямку руху комбайну вздовж лави, наявності вугільного штибу між вибоєм і конвеєром, відбувається недосування конвеєра до вибою. За рахунок цього через декілька виїмкових циклів (3-4) під час нарощування наступного верхняка фіксованої довжини,, останній не "вписується" у відстань між вугільним вибоєм та консольною частиною базового (раніше встановленого) верхняка лінії кріплення. Внаслідок цього треба періодично розривати "нитку" (шарнірну балку) і паралельно до основної балки встановлювати додаткову - здвоювати балки, що пов'язано з проведенням додаткових робіт по кріпленню та знижує безпеку умов праці робітників очисного вибою, при цьому порушується єдиний технологічний процес, знижується ефективність підтримки привибійного простору, виникає потреба додаткового ряду привибійних стояків, їх доставки, перекидання, обслуговування та захаращення лави. У основу винаходу поставлено завдання створити такий верхняк індивідуального кріплення, у якому за рахунок можливості компенсування перевищення або недостачу кроку установлення кріплення, забезпечено розширення функціональних можливостей при його постійній довжині і змінній ширині захвату виймального комбайну та кроку пересування конвеєра. Поставлене завдання розв'язується тим, що у верхняку індивідуального кріплення, що містить балку з фіксаторами, оснащену на одному кінці скобою Пподібної форми, кінці якої мають різну довжину, причому довший кінець скоби шарнірно встановлений в один кінець балки, а на іншому кінці виконаний сполучний отвір, згідно з винаходом, з боку сполучного отвору виконані додаткові отвори, останній з яких віддалено від торця балки на відстань, яка не перевищує довжину скоби між її кінцями. Аналіз запропонованого рішення в порівнянні з відомими у даній галузі техніки, дозволяє зробити висновок про те, що зазначена у формулі винаходу сукупність відмінних ознак відповідає критеріям патентоспроможності "новизна" та "суттєві відмінності", а також критерію "винахідницький рівень", оскільки забезпечує досягнення нових якостей , раніше не досягнутих у відомих аналогічних рішеннях, тому що при фіксованій довжині верхняка, якщо це потрібно, можливо змінювати крок встановлення кріплення по посуванню лави без розривів "ниток" кріплення у шарнірних з'єднаннях, а саме без зниження надійності підтримання покрівлі та погіршення безпеки робіт. На фіг. наведено вигляд запропонованого верхняка збоку і зверху. Верхняк індивідуального кріплення складається з балки 1 з фіксаторами 2, П-подібної скоби 3, яка має довгий кінець 4 та короткий кінець 5. Кінець 4 обладнаний упором 6 і шарнірно з'єднаний з одним кінцем балки 1, а інший її кінець на боковій поверхні має сполучний отвір 7 та додаткові отвори 8. Робота по кріпленню та управлінню покрівлею здійснюється таким чином. У вихідній позиції, раніше встановлений верхняк, притиснутий до покрівлі виробки зусиллям розпору стояка, при цьому балка 1 зорієнтована таким чином, що сполучна скоба 3 міститься з боку відробленого простору. При консольному навішуванні чергового верхняка (нарощування "нитки" кріплення) просувають короткий кінець 5 скоби 3 верхняка, що навішується у сполучний отвір 7 встановленого раніше верхняка, підводять під нього та встановлюють стояк між фіксаторами 2 балки 1, притискають його до покрівлі попереднім розпором. При такому з'єднанні верхняків крок встановлення стояків дорівнює ширині захвату виймального комбайну. У випадку зміни ширини захвату змінюють крок встановлення стояка (відстань між стояками по простяганню), з'єднуючи короткий кінець 5 скоби 3 з одним з додаткових отворів 8 суміжного, раніше встановленого, верхняка в лінії кріплення. При посадці покрівлі здійснюють роз'єднання верхняків, вибиваючи довгий кінець 4 скоби 3 з отвору 7балки 1 до упору 6, при цьому короткий кінець 5 скоби З виходить із сполучного отвору 7 балки 1 суміжного верхняка. Стояк розвантажується і верхняк звільнюється, потім достають стояк та верхняк з закріпленої ділянки. Технічна пристосованість запропонованого верхняка полягає в простоті його виготовлення, а також у використанні при виготовленні відомих матеріалів та технологій. Запропоноване технічне рішення забезпечує розширення функціональних можливостей верхняка, підвищує ефективність підтримання покрівлі за рахунок виключення розривів лінії кріплення при змінних ширині захвату виймального комбайна та відстані пересування конвеєра, що дозволяє оперативно змінювати крок встановлення стояка, не порушуючи правила безпечного проведення робіт по кріпленню привибійного простору, знизити трудомісткість робіт за рахунок усунення робіт, пов'язаних з доставкою, обслуговуванням та перекиданням стояків кріплення додаткового ряду, необхідних при розривах шарнірної балки. Крім того, сполучний елемент (П-подібна скоба) забезпечує надійне з'єднання та роз'єднання верхняків, пристосовність балки до нерівностей покрівлі та надійну її підтримку за рахунок забезпечення вільного зсування балок верхняків у вертикальній лощині при встановленні стояка та конвергенції гірських порід. Виготовлені на Харцизькому ремонтно-механічному заводі Державної холдингової компанії "Жовтеньвугілля" дослідний зразок та дослідна партія верхняків, пройшли випробування на шахтах "Зуєвська", ім.. 60-річчя ВЖСР, "Кіровська", які показали позитивні результати, та рекомендовані до серійного виробництва міжвідомчою комісією по приймальним випробуванням верхняків.