Секція механізованого кріплення

Секція механізованого кріплення, яка містить перекриття, огорожу, гідростояки, дві зв'язані між собою основи, між якими розміщені гідродомкрат переміщення, шарнірно зв'язаний зі штовхачем, і механізм підйому основ, який містить важіль і гідродомкрат підйому, шарнірно зв'язаний з важелем, який контактує зі штовхачем і встановлений з можливістю повороту в площині симетрії секції, яка відрізняє ться тим, що на бічних стінках основ виконані вертикальні напрямні, між основами встановлена рама, яка має на бічних стінках упори, розміщені з можливістю контакту з бічними стінками основ і вертикальними напрямними на бічних стінках основ, у бічних стінках рами й основ виконані наскрізні отвори з розміщеною в них балкою, кінці якої шарнірно зв'язані з основами з можливістю її повороту в площині, перпендикулярній площині симетрії секції, гідродомкрат підйому, гідродомкрат переміщення і важіль шарнірно зв'язані з рамою. Винахід належить до гірничої справи, а саме до механізованого кріплення очисних вибоїв при підземному видобутку корисних копалин, особливо в умовах тонких пластів. Однією з основних вимог, пропонованих до конструкції секції механізованого кріплення, є забезпечення надійності переміщення секції під час роботи в складних гірничо - геологічних умовах, зокрема, в умовах змінної гіпсометрії пласта, за наявності слабких і порушених ґрунтів. Відома секція механізованого кріплення, яка містить перекриття, огорожу, гідростояки, дві основи, шарнірно з'єднані між собою, розміщений між основами механізм переміщення [патент США №4379661 від 12.04.83]. Конструкція аналога не має механізму підйому основ. Можливість роботи секції в умовах змінної гіпсометрії пласта реалізована за рахунок можливості повороту основ однієї відносно другої у вертикальних площинах, паралельних площині симетрії секції. Однак під час роботи в умовах слабких ґрунтів основи секції під дією гірського тиску заглиблюються у підошву, що значно ускладнює й уповільнює наступний процес переміщення секції. Крім того, під час пересування передні частини основ секції зрізують шар ґрунту, що призводить до подальшого заглиблення основ у підошву та заштибовування робочого простору. Ефективним рішенням цієї проблеми є використання в конструкції секції механізму підйому основ, який забезпечує піднімання передніх частин основ секції при її пересуванні. Найбільш близькою до винаходу за технічною суттю є секція механізованого кріплення, яка містить перекриття, огорожу, гідростояки, дві зв'язані між собою основи, розміщені між основами гідродомкрат переміщення, зв'язаний з одного боку зі штовхачем, а з другого боку - з основами, і механізм підйому основ, який містить важіль і гідродомкрат підйому, шарнірно зв'язаний з важелем, який контактує зі штовхачем і встановлений з можливістю повороту в площині симетрії секції [Горные (19) UA (11) 85261 (13) (21) a200701130 (22) 05.02.2007 (24) 12.01.2009 (46) 12.01.2009, Бюл.№ 1, 2009 р. (72) АНДРЄЄВ ГЕОРГІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA, ВАССЕРМАН ІГОР ГРИГОРОВИЧ, UA, ГОЛОВІН ВЛАДИСЛАВ ЛЕОНІДОВИЧ, UA, КОС АРЕВ ВАСИЛЬ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, КОС АРЕВ ІВАН ВАСИЛЬОВИЧ, UA, НЕПОМНЯЩИЙ ОЛЕКСАНДР ЛАЗАРЕВИЧ, UA (73) ДЕРЖАВНЕ ПІДПРИЄМСТВО "ДОНЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ, ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИЙ ІНСТИТУТ КОМПЛЕКСНОЇ МЕХАНІЗАЦІЇ ШАХТ "ДОНДІПРОВУГЛЕМАШ", U A (56) UA 39513, C2, 15.06.2001 UA 39512, C2, 15.06.2001 SU 745373, 30.06.1980 RU 2151300, C1, 20.06.2000 US 4114387, 19.09.1978 DE 3400771, A1, 18.07.1985 C2 1 3 85261 машины для подземной добычи угля: Учеб. пособ. для вузов / П.А. Горбатов, Г.В. Петрушкин, Н.М. Лысенко, СВ. Павленко, В.В. Косарев; Под общ. ред. П.А. Горбатова. - 2-е изд. перераб. и доп. Донецк: Норд Компьютер, 2006. - 669с, с.505]. Основи секції жорстко зв'язані між собою за допомогою порталу, у якому шарнірно закріплені циліндр гідродомкрата підйому та важіль. Конструкція найближчого аналога забезпечує можливість роботи кріплення в умовах слабких ґрунтів завдяки наявності механізму підйому основ. Піднімання передньої частини основ секції під час пересування здійснюється за допомогою розсунення гідродомкрата підйому, який повертає важіль, що опирається на штовхач. Недоліком конструкції найближчого аналога є жорсткий зв'язок основ між собою, що обмежує маневреність секції в умовах змінної гіпсометрії пласта, наявності на підошві ям та уступів. Ефективна робота секції в цих умовах може бути забезпечена за рахунок можливості керованого повороту основ однієї відносно другої. Крім того, портал, який жорстко зв'язує між собою основи секції-аналога, та його габарити, обумовлені вимогами механічної міцності об'єднаної конструкції основ, збільшують мінімальну будівельну висоту секції кріплення й, відповідно, обмежують область її застосування за потужністю пластів. В основу винаходу поставлена задача створення секції механізованого кріплення, у якій шляхом зміни конструкції основ, механізму підйому основ і характеру взаємодії вхідних у секцію вузлів забезпечуються: маневрена робота на пластах зі складною гіпсометрією в умовах слабких ґрунтів, зменшення мінімальної будівельної висоти секції й, отже, нижньої границі її області застосування. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в секції механізованого кріплення, яка містить перекриття, огорожу, гідростояки, дві зв'язані між собою основи, між якими розміщені гідродомкрат переміщення, шарнірно зв'язаний зі штовхачем, і механізм підйому основ, який містить важіль і гідродомкрат підйому, шарнірно зв'язаний з важелем, що контактує зі штовхачем і встановлений з можливістю повороту в площині симетрії секції, відповідно до винаходу, на бічних стінках основ виконані вертикальні напрямні, між основами встановлена рама, яка має на бічних стінках упори, розміщені з можливістю контакту з бічними стінками основ і вертикальними напрямними на бічних стінках основ, у бічних стінках рами й основ виконані наскрізні отвори з розміщеною в них балкою, кінці якої шарнірно зв'язані з основами з можливістю її повороту в площині, перпендикулярній площині симетрії секції, гідродомкрат підйому, гідродомкрат переміщення і важіль шарнірно зв'язані з рамою. Розміщення механізму підйому в рухомій рамі, розміщеній між основами з можливістю контакту упорів на її бічних стінках з бічними стінками основ і вертикальними напрямними на основах, забезпечує орієнтацію механізму підйому основ відносно площини симетрії секції. Створюване при роботі механізму підйому вертикальне зусилля й момент 4 передаються через раму на балку і потім, через шарніри зв'язку, - на основи. При цьому не відбувається розвороту рами відносно балки, що забезпечує піднімання передніх частин основ разом з рамою. Зв'язок між основами за допомогою шарнірно встановленої балки і розміщені між основами рама та механізм підйому основ забезпечують можливість керованого повороту основ однієї відносно другої та піднімання передніх частин основ для роботи на пластах зі складною гіпсометрією. Рама, у якій встановлений механізм підйому основ, виконана рухомою і не сприймає навантажень від взаємодії основ із підошвою, що дозволяє зменшити габарити рами, а, отже, і мінімальну будівельну висоту секції. На Фіг.1 показана секція механізованого кріплення. На Фіг.2 показаний вигляд А Фіг.1. На Фіг.3 показаний місцевий вигляд Б Фіг.1 під час розпору гідродомкрата механізму підйому основ. На Фіг.4 показаний вигляд В Фіг.2. На Фіг.5 показаний вигляд А Фіг.1 під час розпору гідродомкрата механізму підйому основ та одночасному підніманні передньої частини основ. На Фіг.6 показаний вигляд А Фіг.1 у разі, коли одна з основ заглибилася у підошву, а друга разом зі штовхачем розміщена на підошві. Секція механізованого кріплення (див. Фіг.1) містить перекриття 1, огорожу 2, гідростояки 3 і дві основи 4. Основи 4 шарнірно з'єднані між собою за допомогою балки 5, двох обмежників 6 і двох осей 7. Між основами розміщений гідродомкрат переміщення 8, шарнірно з'єднаний з рамою 9 за допомогою осі 10 та із штовхачем 11. Рама 9 встановлена між основами 4 і має упори 12, розміщені з можливістю контакту з бічними стінками основ 4 і вертикальними напрямними 13 на бічних стінках основ 4. Балка 5 проходить через наскрізні отвори в основах 4, рамі 9 і фіксується двома обмежниками 6 за допомогою осей 7, обмежуючи тим самим збільшення відстані між основами 4 у площині, перпендикулярній площині симетрії секції. Кінці балки 5 шарнірно зв'язані з основами 4 з можливістю її повороту в площині, перпендикулярній площині симетрії секції. Упори 12 рами 9 і штовхач 11 обмежують зменшення відстані між основами 4 у площині, перпендикулярній площині симетрії секції, тим самим не даючи їм зблизитися. Циліндр гідродомкрата підйому 14 механізму підйому основ своїми цапфами 15 шарнірно з'єднаний з вушками 16 рами 9. Шток гідродомкрата підйому 14 механізму підйому основ шарнірно з'єднаний з важелем 17, який контактує зі штовхачем 11 і встановлений з можливістю повороту в площині симетрії секції, за допомогою осі 18. Важіль 17 шарнірно з'єднаний з рамою 9 за допомогою осі 19. Технічний результат досягається таким чином. У вихідному стані перекриття 1 і основи 4 секції кріплення притиснуті гідростояками 3 до покрівлі й підошви пласта відповідно. Для переміщення секції гідростояки 3 складаються. Після цього виконується одночасна подача робочої рідини в поршневі порожнини гідродомкрата переміщення 8 та гідродомкрата підйому 14 механізму переміщення й механізму підйому основ відповідно. При 5 85261 цьому шток гідродомкрата переміщення 8 через вісь 10 передає зусилля пересування рамі 9, яка, в свою чергу, впливає на балку 5 і через неї - на основи 4. Одночасно відбувається розпір гідродомкрата підйому 14 механізму підйому основ. Цапфами 15 зусилля від розпору гідродомкрата підйому 14 механізму підйому основ через вушка 16 передається рамі 9, а шток гідродомкрата підйому 14 механізму підйому основ впливає на важіль 17 і повертає його навколо осі 19, закріпленої в рамі 9, внаслідок чого здійснюється вертикальне піднімання рами 9. Вертикальні напрямні 13, встановлені на бічних стінках основ 4, обмежують кут повороту рами 9 у площині симетрії секції. Одночасно з підніманням рами 9 піднімається балка 5, яка спирається на стінки наскрізних отворів рами 9. При спільному підніманні балки 5 і рами 9 наступає момент контакту балки 5 і основ 4, після чого продовжується подальше піднімання разом з основами 4. Таким чином здійснюється піднімання передньої частини основ секції кріплення. Під час переміщення секції кріплення важіль 17 сковзає по поверхні штовхача 11. На фіг.5 показана передня частина основ 4 у піднятому положенні. Розпір секції виконується розсуненням гідростояків 3. Одночасно виконується скидання тиску з поршневої порожнини гідродомкрата підйому 14 механізму підйому основ. У результаті цього під дією ваги секції та зусилля її розпору рама 9 і балка 5 опускаються у вихідне положення, важіль 17 повертається у зворотному напрямку і основи 4 лягають на підошву. На Фіг.6 показане положення секції, при якому права основа 4 разом зі штовхачем 11 знаходять 6 ся на підошві, а ліва основа 4 заглиблена в підошву, що може відбутися під час роботи секції кріплення в умовах змінної гіпсометрії пласта або слабких ґрунтів. Зусилля Р від розпору гідродомкрата підйому 14 механізму підйому основ через важіль 17 передається рамі 9 і балці 5 у зоні їхнього взаємного контакту. Зусилля Р (Фіг.6) від балки 5 передається основам 4 у зоні контакту балки 5 з наскрізними отворами в основах 4. При цьому до лівої основи 4, яка заглиблена в підошву, через співвідношення плечей прикладене значно більше зусилля Р1 ніж зусилля Р2, прикладене до основи 4, розміщеної на підошві. Тому в першу чергу піднімається ліва основа 4. Балка 5, піднімаючись у вертикальному напрямку разом з рамою 9, повертається в площині, перпендикулярній площині симетрії секції. У разі горизонтального положення балки 5 зусилля Р1 та Р2 вирівнюються, і відбувається одночасне піднімання передніх частин основ 4. При цьому, оскільки в секції механізованого кріплення основи 4 шарнірно з'єднані між собою, і рухома рама 9 не повинна забезпечувати міцність об'єднаної конструкції основ 4, то стало можливим виконати раму 9 з меншими за висотою габаритами, ніж у порталу секції-прототипу. Крім того, гідродомкрат підйому 14 механізму підйому основ і важіль 17 переміщаються у вертикальному напрямку в площині симетрії секції, тому що шарнірно зв'язані з рамою 9. Це дозволило у транспортному положенні секції виконати механізм підйому основ з меншими габаритами за висотою й, відповідно, зменшити мінімальну будівельну висоту секції. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 85261 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601