Спосіб керування щитовим кріпленням

Реферат: При способі керування щитовим кріпленням під час підземних гірничих робіт секцію щитового кріплення при вийманні за допомогою щілинного циліндра та штовхаючого циліндра відштовхують від сусідньої секції щитового кріплення, причому для щілинного циліндра та штовхаючого циліндра передбачено окремі регулюючі клапани. UA 106290 C2 (12) UA 106290 C2 UA 106290 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до способу керування щитовим кріпленням при підземних гірничих роботах, при якому секцію щитового кріплення під час виймання за допомогою принаймні одного передбаченого в зоні щитового верхняка щілинного циліндра та принаймні одного передбаченого в зоні опори щита штовхаючого циліндра відштовхують від сусідньої секції щитового кріплення. При цьому щілинний циліндр може бути передбачений під перекриттям щілини, яке запобігає можливому обваленню вільної покрівлі між окремими щитами або секціями щитового кріплення. Одночасно такий щілинний циліндр є опорою верхняка для сусіднього щита. Нині щілинний циліндр та штовхаючий циліндр (Pusher) навантажують вільним (магістральним) тиском за допомогою клапанів перемикання. Задача винаходу полягає у створенні способу керування щитовим кріпленням при підземних гірничих роботах, за допомогою якого при видобутку на розташованих під нахилом пластах можна з невеликими витратами досягти підвищеної надійності проти перекидання сусіднього щита. Рішення цієї задачі здійснене завдяки ознакам пункту 1 формули винаходу і зокрема завдяки тому, що щілинний циліндр та штовхаючий циліндр навантажують зниженим максимальним тиском, який надходить на кожний з них з трубопроводу високого тиску через власний регулюючий клапан. Таким чином не лише щілинний циліндр та штовхаючий циліндр отримують тиск окремо один від одного, а й регулювання тиску для обох циліндрів може здійснюватися по-різному. Крім того, знижений максимальний тиск згідно з винаходом не лише постачається окремим трубопроводом низького тиску, але й цей тиск також надходить крізь передбачений як для щілинного циліндра, так і для штовхаючого циліндра регулюючий клапан з трубопроводу високого тиску, який і так вже знаходиться у очисному забої. Згідно з винаходом при невеликих витратах слід піклуватися про те, щоб сили, за допомогою яких щит спирається на сусідній щит, були якраз такими, аби вони були здатні, з одного боку, запобігати сповзанню, і, з іншого боку, виключали перекидання. Доцільні форми виконання винаходу наведені у описі, кресленнях та в додатковому пункті формули. Далі винахід пояснюється на прикладах доцільних форм виконання та з використанням доданих креслень. Вони зображують: Фіг. 1 - регулюючий клапан у розрізі; Фіг. 2 - частина розрізу за фіг. 1 у збільшеному вигляді; Фіг. 3 - гідравлічна схема з трьома щілинними циліндрами та одним штовхаючим циліндром; Фіг. 4 - гідравлічна схема іншої форми виконання з автоматичним керуванням регулюючими клапанами. Фіг. 1 зображує у розрізі регулюючий клапан, що складається із корпусу 10 клапана зі входом 11 для високого тиску Р, виходом 14 у рециркуляційний контур R та з виходом 12 для зниженого гідравлічного тиску А. При цьому вхід 11 під'єднано до наявного у лаві трубопроводу з високим тиском Р, а вихід 14 під'єднано до відповідного зворотного трубопроводу R. Вихід 12 для зниженого гідравлічного тиску А може бути під'єднаним до щілинного циліндра або до штовхаючого циліндра. Як видно із фіг. 1 та 2, у центральний отвір корпусу 10 клапана вгвинчено з ущільнювальними кільцями корпус 16, котрий містить гвинтову пружину 17, вільний кінець якої тисне на фланець 18 мірного поршня 20, причому фланець 18 у зображеному безтисковому стані прилягає до дна гвинтової вставки 22. Гвинтова вставка 22 має ступінчастий поперечник і вгвинчена з ущільненням у аксіальний отвір корпусу 10 клапана. Всередині гвинтової вставки 22 передбачено центральний отвір, у який з ущільненням встановлюють мірний поршень 20. Мірний поршень 20 ходить ущільнено всередині гвинтової вставки 22 і має глухий центральний отвір 24, що утворює пропускний канал 24' між виходом 12 для зниженого гідравлічного тиску А та виходом 14 у рециркуляційний контур R. На правому (на кресленні) кінці глухого отвору 24 виготовлено перехресний з ним поперечний отвір 26, який з'єднує отвір 24 з виходом 14. Пропускний канал 24' у мірному поршні 20 в зоні сідла 28 клапана закривається тарілкою 30 голки 32 клапана, причому голка 32 клапана відтискається пружиною 34 у напрямку мірного поршня 20 або у напрямку сідла клапана 28. Пружина 34 розміщена в глухому отворі іншої гвинтової вставки 36, вгвинченої у корпус 10 клапана. У цьому глухому отворі переміщується також лівий (на кресленнях) кінець голки 32 клапана. У корпусі 10 клапана, точніше кажучи у правому (на кресленнях) кінці гвинтової вставки 36 встановлено інше сідло клапана 38, за допомогою якого може перекриватися пропускний канал 1 UA 106290 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 39 між входом 11 для високого тиску Ρ та виходом 12 для зниженого гідравлічного тиску А. Для перекривання служить інша конічна тарілка 40 клапана, виконана на голці 32 клапана. Як зокрема показує фіг. 2, аксіальна відстань між сідлом 38 клапана, розміщеним у пропускному каналі 39 корпусу 10 клапана, та сідлом 28 клапана, розміщеним у пропускному каналі 24' мірного поршня 20, у зображеному безтисковому стані є меншою за аксіальну відстань між відповідними тарілками 40 та 30 на голці 32 клапана. Таким чином у безтисковому стані забезпечується, що тарілка 40 клапана не прилягає до сідла клапана 38, в результаті чого має місце прохід потоку від входу для високого тиску Ρ до приєднувача 12 для зниженого гідравлічного тиску А. Одночасно у цьому стані пропускний канал 24' закривається тарілкою 30, що прилягає до сідла 28 клапана. Вихідний тиск, що виникає на приєднувачі 12 для зниженого гідравлічного тиску А, при вільному тискові Ρ близько 300 бар може регулюватися у дуже широкому діапазоні від приблизно 15 бар до приблизно 250 бар шляхом вгвинчування корпусу 16 пружини 17 у корпус клапана більш або менш глибоко. Таким чином можна змінювати силу, з якою пружина 17 притискається до мірного поршня 20. При звичайному режимі роботи зображений клапан отримує високий тиск Ρ через приєднувач 11, а гідравлічна рідина прямує спочатку через пропускний канал 39 в сідлі 38 клапана до виходу 12 для зниженого гідравлічного тиску А. Цей тиск одночасно тисне на мірний поршень 20, утримуваний у своєму положенні пружиною 17. Коли утворений тиск досягає значення, яке відповідає заданій силі натягу пружини, мірний поршень 20 зсувається вправо (за фіг. 2), причому одночасно голка 32 клапана під впливом сили пружини 34 рухається вправо, доки тарілка 40 клапана не приляже до сідла клапана 38, закриваючи пропускний канал 39. У цьому стані сполучення між Ρ та А блокується, і до приєднувача 12 надходить встановлений максимальний тиск, який є зниженим порівняно з вільним тиском Р. Однак коли тиск на приєднувачі 12 продовжує зростати під впливом зовнішніх сил, мірний поршень 20 проти дії сили пружини 17 відсувається праворуч, внаслідок чого мірний поршень 20 в ділянці сідла 28 клапана підіймається від тарілки 30 клапана, і сполучення із рециркуляційним контуром R відкривається, завдяки чому гідравлічна рідина може витікати, а тиск знову знижується до попередньо встановленого рівня. Шляхом застосування описаних вище регулюючих клапанів можна навантажувати щілинний циліндр та штовхаючий циліндр зниженим максимальним тиском, причому цей знижений максимальний тиск надходить крізь регулюючий клапан від трубопроводу високого тиску Р. Шляхом застосування двох окремих регулюючих клапанів можна встановлювати максимальний тиск для кожного циліндра окремо. Фіг. 3 зображує гідравлічну схему, згідно з якою застосовується вищеописаний регулюючий клапан для щілинних циліндрів S та одного штовхаючого циліндра Ζ. Поршневі камери циліндрів з'єднані з одним із регулюючих клапанів через приєднувач А для зниженого максимального тиску. Тороїдальні камери кожного циліндра з'єднані з рецикуляційним контуром R. У рециркуляційній трубі регулюючого клапана для штовхаючого циліндра Ζ встановлено зворотний клапан 50, який розділяє функції обох регулюючих клапанів. Клапани, зображені в блоці 60, являють собою різні управляючі клапани, наприклад для стояка, відкидного ковпака та інших елементів секції кріплення. Крім того, за допомогою двох зображених клапанів високим тиском забезпечуються регулюючі клапани 52 та 54. Зображена на фіг. 4 схема знову показує два регулюючі клапани 52 та 54, регульовані гідравлічним способом. При такій формі виконання функція спрацьовування штовхаючого циліндра Ζ та щілинних циліндрів S автоматично вмикається внаслідок вибійки щитового кріплення і знову вимикається внаслідок встановлення кріплення. Якщо висовуються обидва стояки 56 та 58, приєднувач поршневих камер циліндрів стояків 56 та 58 за допомогою розміщених у блоці 60 клапанів сполучається, як зображено, з рецикуляційним контуром, вмикаючи 2/2-ходовий клапан 62, ввімкнутий перед регулюючими клапанами, і з'єднуючи приєднувач 11 для високого тиску на регулюючих клапанах 52 та 54 з трубопроводом високого тиску Р. Якщо навпаки, обидва стояки 56 та 58 знову опускаються, поршневі камери циліндрів стояків навантажуються високим тиском, внаслідок чого клапан 62 блокується, відокремлюючи регулюючі клапани 52 та 54 від подачі високого тиску. Вищеописані регулюючі клапани мають на зовнішньому діаметрі гвинтового корпусу 16 шкалу, яка відображає встановлений тиск. На підставі падіння пласта, тобто нахилу, а також товщини пласту, ваги секцій щитового кріплення, їх центру ваги, а також площі циліндрів перекриття щілини можна вирахувати тиск, за допомогою якого перекриття щілини чи щілинний циліндр (циліндри) мають спиратися на сусідній щит. Крім того, можна вирахувати відхилення щита на схилі, звідси обчислити опорну силу покриття щілини, а на основі решти необхідної 2 UA 106290 C2 сили та площі штовхаючого циліндра вирахувати тиск, необхідний для того, щоб запобігти сповзанню основи щита. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 1. Спосіб керування щитовим кріпленням при підземних гірничих роботах, при якому секцію щитового кріплення під час виймання за допомогою принаймні одного передбаченого в зоні щитового верхняка щілинного циліндра (S) та принаймні одного передбаченого в зоні опори щита штовхаючого циліндра (Z) відштовхують від сусідньої секції щитового кріплення, причому щілинний циліндр та штовхаючий циліндр навантажують зниженим максимальним тиском, який подають з трубопроводу високого тиску (Р) через власний для кожного з них регулюючий клапан. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що максимальний тиск для обох регулюючих клапанів встановлюють окремо. 3 UA 106290 C2 4 UA 106290 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5