Щитове кріплення

1. Щитове кріплення для шахт, яке містить принаймні одну основу (14, 16) і перекриття (22), між якими розміщена принаймні одна стійка (18), яке відрізняється тим, що на щитовому кріпленні встановлено принаймні один детектор (32) нахилу, який містить принаймні два, а переважно три датчики прискорення, вимірювальні осі яких орієнтовані взаємно перпендикулярно. 2. Щитове кріплення за п. 1, яке відрізняється тим, що діапазон вимірювання датчиків прискорення становить від близько ±1g до близько ±3g. 3. Щитове кріплення за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що детектор (32) нахилу встановлений на перекритті (22). 4. Щитове кріплення за одним із попередніх пунктів, яке відрізняється тим, що воно має обвалозахисний кожух (28) і детектор нахилу встановлений на обвалозахисному кожусі (28). 5. Щитове кріплення за одним із попередніх пунктів, яке відрізняється тим, що воно має тягу (24, 26) і детектор нахилу, встановлений на тязі. 6. Щитове кріплення за одним із попередніх пунктів, яке відрізняється тим, що воно має кроковий механізм (34) з кроковим датчиком (36), а також тим, що передбачений вимірювальний пристрій, виконаний зі здатністю за сигналами крокового 2 (19) 1 3 Винахід стосується щитового кріплення для шахт, яке має основу і перекриття, між якими розміщена принаймні одна стійка. Таке щитове кріплення відоме і служить для підтримування покрівлі пласта у шахтах і запобігання обвалам покрівлі пласта завдяки підпиранню її перекриттям. Одначе на практиці може статися, що частина покрівлі пласта уже обвалилася до підпирання її перекриттям, в результаті чого у покрівлі пласта утворюється вирив. Якщо після цього щитове кріплення переміщується далі і у стійці автоматично встановлюється тиск підпирання покрівлі, перекриття може бути втиснене у цей вирив, в результаті чого може пошкодитися не лише перекриття, а й усе щитове кріплення. Крім того, для запобігання подальшим обвалам доцільним є підпирання покрівлі пласта якомога ближче до вугільного забою. Це означає у свою чергу, що перекриття щитового кріплення має утримуватися у напрямку межі поділу між покрівлею пласта і вугіллям. Тому задачею винаходу є таке вдосконалення щитового кріплення вказаного вище виду, яке запобігає пошкодженню щита і забезпечує оптимальне підпирання покрівлі пласта. Ця задача вирішена ознаками пункту 1 формули винаходу і зокрема тим, що на щитовому кріпленні встановлено принаймні один детектор нахилу, який містить принаймні два, переважно три датчики прискорення, вимірювальні осі яких орієнтовані перпендикулярно одна відносно іншої. Неочікувано було встановлено, що детектор нахилу, що містить кілька датчиків прискорення зі взаємно перпендикулярними вимірювальними осями, особливо вигідно може бути застосований у шахтах для щитових кріплень. Зокрема у разі, коли детектор нахилу містить три датчики прискорення зі взаємно перпендикулярними вимірювальними осями, такий детектор нахилу може бути змонтований на щитовому кріпленні у будь-якому місці і незважаючи на це може бути виміряна кожна зміна положення конструктивного елемента, на якому встановлений детектор нахилу, відносно напрямку сили тяжіння. У переважній формі виконання датчики прискорення мають діапазон вимірювання від –3g до +3g, причому достатнім виявився вимірювальний діапазон від –1g до +1g. У разі встановлення детектора нахилу на перекритті щитового кріплення за його допомогою може бути виміряний нахил перекриття у поздовжньому напрямку, тобто у напрямку проходки, а також поперечний нахил перекриття, тобто нахил перекриття відносно горизонталі. Крім того, може бути вигідним встановлення детектора нахилу на обвалозахисному кожусі, завдяки чому може вимірюватися як поперечний нахил щитового кріплення, так і положення обвалозахисного кожуха відносно напрямку виїмкового штреку. У іншій переважній формі виконання щитове кріплення може бути оснащене тягами і детектор нахилу може бути встановлений на одному чи кі 95272 4 лькох тягах, а також на обвалозахисному кожусі, завдяки чому може бути вирахувана висота висунутого щита. Внаслідок нерівномірностей в процесі виїмки вугілля може статися, що перекриття щитового кріплення орієнтоване не паралельно покрівлі пласта при підпиранні останньої. Під час процесу підпирання стійки і перекриття ще перебувають майже під прямим кутом. Одначе коли перекриття орієнтоване під кутом до покрівлі пласта, при встановленні підпірного зусилля між перекриттям і стійками скручування, внаслідок чого щитове кріплення може бути пошкодженим. З цієї причини доцільним є вимірювання зміни кутового положення, змонтованого на перекритті датчика нахилу і одночасне вимірювання зростання тиску у стійках в процесі підпирання покрівлі пласта. Завдяки цьому є можливість при зростанні тиску підпирання і одночасній зміні поздовжнього і/або поперечного нахилу перекриття щитового кріплення при перевищенні попередньо заданого порогового значення припинити процес підпирання або розвантажити стійки щитового кріплення. Останнє надає можливість змінити положення щитового кріплення таким чином, щоб при наступному підпиранні покрівлі пласта перекриття щитового кріплення було в основному паралельним до неї. Крім того, відповідний винаходові датчик нахилу надає можливість визначати форму покрівлі пласта шляхом запису сигналів детектора нахилу одночасно з сигналами крокового датчика, встановленого у кроковому механізмі щитового кріплення. Шляхом одночасного вимірювання нахилу перекриття і крокового переміщення щита можна визначати форму покрівлі пласта. При цьому шляхом комп'ютерного аналізу цієї форми може бути визначений також ризик обвалу породи, оскільки форма покрівлі пласта впливає на стабільність породи. Якщо, наприклад, форма увігнута подібно до арки, то така покрівля пласта обвалиться пізніше, ніж випукла. Таким чином, відповідне винаходові щитове кріплення може бути застосоване для визначення ризику обвалення породи. У іншій переважній формі виконання детектор нахилу і кроковий датчик можуть бути використані для визначення просторово-часових координат щитового кріплення відносно транспортера, наприклад для визначення поточного положення щитового кріплення або ж із використанням визначених координат - для роботизованого керування щитовим кріпленням. Нижче винахід докладніше пояснюється з використанням форми виконання з посиланням на креслення. На них схематично зображено: Фіг.1. Щитове кріплення; вид збоку, Фіг.2. Два сусідніх щитових кріплення; вид ззаду. На Фіг.1 зображено розміщене між підошвою 10 і покрівлею 12 пласта щитове кріплення, що має дві основи 14, 16 (див. Фіг.2), які стійками 18, 20 з'єднані з перекриттям 22. Позиційні позначення 24 і 26 присвоєні тягам лемніскати, зв'язаним з обвалозахисним кожухом 28, на якому у свою чер 5 95272 гу встановлений кутовий циліндр 30, за допомогою якого може бути встановлений нахил перекриття 22. Позиційне позначення 32 присвоєне схематично зображеному детектору нахилу, закріпленому на нижній стороні перекриття 22. Детектор 32 нахилу у представленій формі виконання містить три конструктивно відокремлені датчики прискорення, вимірювальні осі яких орієнтовані взаємно перпендикулярно, завдяки чому незалежно від монтажного положення можливе вимірювання нахилу перекриття як у поздовжньому (Фіг.1), так і у поперечному (Фіг.2) напрямку. Вимірювальний діапазон використовуваних датчиків прискорення становить близько±1 д. Крім того, альтернативно або додатково можуть бути передбачені також детектори нахилу на обвалозахисному кожусі 28 і/або на одній чи на обох тягах 24 і 26. Крім того, зображене на фігурах щитове кріплення має кроковий механізм 34 з кроковим датчиком 36, причому передбачений (не зображений) вимірювальний пристрій, який за сигналами крокового датчика 36 і детектора 32 нахилу визначає форму покрівлі пласта 12. Крім того, вимірювальний пристрій визначає поздовжній і поперечний нахил перекриття 22. Крім того, вимірювальний пристрій виконаний таким чином, що він під час процесу підпирання покрівлі пласта визначає поздовжній і поперечний нахил перекриття 22, а також визначає тиск підпирання покрівлі пласта, виміряний за допомогою датчика 39 тиску. З описаним вище щитовим кріпленням зв'язаний блок керування, який за допомогою детектора Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 6 нахилу, встановленого на одній із тяг 24 і 26, а також детектора нахилу, встановленого на обвалозахисному кожусі 28, обраховує висоту щитового кріплення. Завдяки наявності детекторів нахилу цей обрахунок може бути здійснений незалежно від поздовжнього чи поперечного нахилу щитового кріплення. Крім того, вимірювальний пристрій і блок керування щитовим кріпленням виконані таким чином, що записана форма покрівлі пласта 12 може бути проаналізована з використанням комп'ютера, завдяки чому, наприклад, може бути виявлений вирив 38 у породі над перекриттям 22. Таким чином може бути визначений ризик обвалу породи або може зроблений точніший висновок щодо можливої загрози обвалу покрівлі пласта. В процесі підпирання покрівлі пласта вимірюють поздовжній і поперечний нахил перекриття 22 і одночасно вимірюють диск у обох стійках 18 і 20. При цьому у разі виникнення ситуації, зображеної на Фіг.1, коли перекриття має бути встановлене під виривом 38, то шляхом вимірювання поздовжнього нахилу перекриття, а також вимірювання упорного тиску може бути встановлено, що перекриття небажано втискується у вирив 38, в результаті чого процес підпирання покрівлі пласта може бути припинений і щитове кріплення відведене. Після цього щитове кріплення може бути переміщене у таке положення, у якому при наступному процесі підпирання перекриття буде в основному паралельним покрівлі пласта. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601