Результат интеллектуальной деятельности: ПНЕВМОБАЛЛОННАЯ КРЕПЬ

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для поддержания кровли в экстремальных условиях вечной мерзлоты.

Известна пневмобаллонная крепь, принятая за прототип (а.с. SU N 1124634, опубл. 20.01.2000). Пневмобаллонная крепь, включающая секции, состоящие из забойной и завальной частей, связанных между собой механизмом перемещения с гибкими оболочками и содержащих верхняки и основания с направляющими, между которыми установлены вдоль всей крепи распорные гибкие оболочки, причем направляющие основания в поперечном сечении выполнены Г-образными и установлены горизонтальными полками друг к другу с зазором, в котором расположены направляющие верхняков с выполненными горизонтальными полками, при этом распорные гибкие оболочки попарно установлены между горизонтальными полками направляющих верхняков и основаниями, горизонтальными полками направляющих верхняков и Г-образными направляющими, Г-образными направляющими и верхпяками.

Недостатком данного изобретения является сложность конструкции и высокая трудоемкость установки.

Известна механизированная пневматическая крепь (патент RU №2277173, опубл. 27.05.2006). Крепь включает два ряда пневмобаллонов, установленных между забойными и завальными базовыми балками и связанных с базовыми балками через основания в шахматном порядке, механизм передвижки, содержащий связи, шарнирно соединенные своими концами с внутренними базовыми балками обоих рядов. Связи механизма передвижки выполнены в виде рессор, установленных над внутренними базовыми балками и прикрепленных концами к основаниям. Механизм передвижки снабжен дополнительными пневмобаллонами, установленными на рессоры и жестко прикрепленными к последним.

Недостатком данного изобретения является сложность конструкции и высокая трудоемкость установки.

Известна механизированная пневматическая крепь (патент RU №2260125, опубл. 10.09.2005). Крепь снабжена поддонами, одни из которых жестко связаны с забойными балками и нечетными пневмобаллонами, а другие с завальными балками и четными пневмобаллонами. Секции снабжены упорами, одни из которых жестко закреплены над внешней завальной базовой балкой в створе с нечетными и четными поддонами и на конце нечетного поддона с завальной стороны, а другие над внутренней забойной базовой балкой нечетного поддона и между внутренними базовыми балками на четных поддонах. Поддоны секций крепи выполнены различной длины и чередуются в шахматном порядке.

Недостатком данного изобретения является сложность конструкции и высокая трудоемкость установки.

Известно шахтное пневматическое перекрытие, принятое за прототип (патент RU №2395692, опубл. 27.07.2010). Шахтное пневматическое перекрытие содержит пневмооболочку, узел подвеса, защитный чехол, манометрический и воздухоподающий шланги, устройство для наполнения, регулирования избыточного давления воздуха и его эжекции, установочный трос. При этом пневмооболочка выполнена в виде мягкой осесимметричной торовой оболочки прямоугольного сечения, внутри которой размещен рукав, а по его оси вмонтирована труба меньшего, по сравнению с рукавом, диаметра. Причем пневмооболочка разделена на две равные части перфорированным полотнищем, верхний торец ее и боковые поверхности покрыты свободно облегающим сетчатым полотном с напуском в рабочую зону восстающей выработки, верхний торец выполнен из синтетического высокомодульного волокна высокой прочности.

Недостатком данного изобретения является сложность конструкции и высокая трудоемкость установки.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и снижение трудоемкости установки.

Технический результат достигается тем, что пневмобаллонная крепь, содержащая осесимметричную пневмооболочку прямоугольного сечения из двух равных частей, манометрические и воздухоподающие шланги, устройство для наполнения и регулирования избыточного давления воздуха, отличается тем, что она снабжена дополнительной внешней осесимметричной, пневматически независимой от основной, пневмооболочкой с манометрическими и воздухоподающими штуцерами, установленной между частями основной, причем на начальном этапе давление в дополнительной пиевмооболочке принимают не более 1/5 от давления в основной пневмооболочке, причем высоту дополнительной пневмооболочки в заполненном состоянии принимают не менее 1/3 от общей высоты крепи в заполненном воздухом состоянии.

Пневмобалонная крепь для горных выработок поясняется чертежом, где изображен общий вид устройства после заполнения воздухом.

На чертеже представлены:

1 - основная пневмооболочка, состоящая из двух равных частей;

2 - штуцеры для подключения контрольных манометров и системы наполнения основной пневмооболочки 1 сжатым воздухом от рудничной ппевмосети и регулирования в пей избыточного давления в процессе работы;

3 - дополнительная внешняя осесимметричная, пневматически независимая от основной, пневмооболочка с манометрическими и воздухоподающими штуцерами;

4 - штуцер для подключения контрольного манометра к дополнительной пневмооболочке 3;

5 - штуцер для подключения дополнительной пневмооболочки 3 к системе наполнения сжатым воздухом от рудничной пневмосети и регулирования в ней избыточного давления в процессе работы;

6 - перепускные клапаны в основной пневмооболочке 1;

В - высота основной пневмооболочки 1 в заполненном состоянии;

b - высота дополнительной пневмооболочки 3 в заполненном состоянии.

Пневмобалонная крепь для горных выработок содержит основную пневмоооболочку 1 со штуцерами 2 для подключения контрольных манометров и системы наполнения основной пневмооболочки 1 сжатым воздухом от рудничной пневмосети и регулирования в ней избыточного давления в процессе работы. Размеры основной пневмооболочки 1 принимают исходя из условий эксплуатации (например, по высоте выемочного пространства). В центральной части пневмооболочка 1 снабжена дополнительной внешней осесимметричной, пневматически независимой от основной, дополнительной пневмооболочкой 3 с манометрическими и воздухоподающими штуцерами 4 и 5, причем на начальном этапе давление в дополнительной полости принимают не более 1/5 от давления в основной пневмооболочке. Выполнение данного условия необходимо для создания компенсирующих усилий, предотвращающих опрокидывание пнемобаллонной крепи вертикальной плоскости.

Пневмобалонная крепь для горных выработок работает следующим образом.

Основную пневмооболочку 1 размещают на рабочем участке. Надевают на нее дополнительную пневмооболочку 3, удерживаемую на основной пневмооболочке 1 за счет сил трения и упругого распора. Затем заполняют воздухом пневмооболочку 1, по мере заполнения воздух перепускается через клапаны 6 в теле пневмооболочки, после чего приступают к заполнению через штуцеры 5 дополнительной пневмооболочки 3. При этом давление в основной пневмооболочке 1 и дополнительной пневмооболочке 3, определяемое с помощью манометров (условно не показаны), подключенных к ней через штуцер 4, на начальном этапе установки крепи поддерживают в пропорции 5:1. Высоту b дополнительной пневмооболочки 3 в заполненном состоянии принимают не менее 1/3 от высоты В основной пневмооболочки 1 в заполненном состоянии для компенсации сил опрокидывания пневмобаллонной крепи в результате ее заполнения и ее упругой деформации под действием сил горного давления. Меньшие значения не гарантируют сохранения устойчивого состояния в процессе эксплуатации крепи. Например, в основной пневмооболочке 1 поддерживают давление 5 МПа, а в дополнительной пневмооболочке 3-1 МПа.

Применение пневмобалонной крепи для горных выработок обеспечивает следующие преимущества:

- упрощение конструкции устройства;

- снижение трудоемкости установки;

- повышение эффективности закрепления.