СЕКЦИЯ КРЕПИ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ МОНТАЖНОГО СЛОЯ

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к агрегатированным крепям для поддержания очистного забоя наклонного слоя средней мощности при выемке угля полосами по падению, содержащим устройство возведения гибкого разделительного перекрытия на почве слоя.

Известна секция крепи агрегата монтажного слоя для поддержания очистного забоя угольного пласта средней мощности, содержащая различные элементы, обеспечивающие крепление кровли, подачу выемочной машины на забой, ограждение от обрушенных пород, возведение гибкого перекрытия на почве слоя, транспорт отбитого угля вдоль забоя и фронтальную передвижку [1]. Недостатками такой конструкции крепи являются: необходимость обеспечения прямолинейности очистного забоя, вызванная тем, что возведение гибкого перекрытия осуществляется машиной переплетения металлических полос во всю ширину поддерживаемого очистного забоя; узкая область применения, ограниченная пластами пологого залегания и системой разработки «Длинные столбы по простиранию».

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является концевая агрегатированная крепь для поддержания рабочего пространства очистного забоя при разработке крутонаклонных угольных пластов, содержащая: основание, перекрытие с выдвижным козырьком, гидродомкраты передвижки, четыре гидравлические стойки, установленные попарно с забойной и завальной сторон, четыре опоры, высота которых не менее минимального размера гидравлической стойки, установленные аналогично, две укосины и ограждения со стороны выработанного пространства, и конструктивно связанная с выемочно-доставочной машиной, выполненной в виде горизонтально ориентированного шнека, оснащенного режущим инструментом. В ограждениях со стороны выработанного пространства выполнен технологический проем, обеспечивающий возможность проникновения воздуха, материалов, оборудования и обслуживающего персонала из поддерживаемого пространства в закрепное и обратно [2]. Эта крепь, за счет наличия двух укосин, обладает большей жесткостью в продольном направлении и способна перемещаться посредством гидродомкратов передвижки по линии падения пласта. За счет наличия технологического проема, выполненного в завальных ограждениях, возможно возведение гибкого перекрытия на почве монтажного слоя путем размещения в закрепном пространстве рулона металлической сетки типа «рабица» или полимерной и разматывания ее по мере подвигания секций крепи на забой.

Недостатками прототипа являются:

- повышенная опасность прорыва обрушенных пород из выработанного пространства в поддерживаемое через технологический проем, выполненный в завальных ограждениях;

- отсутствие технического устройства, способного защитить обслуживающий персонал, выполняющий работы по укладке нового рулона сетки;

- отсутствие средств, способных обеспечить неразрывную сплошность гибкого перекрытия в поперечном направлении, так как размотанные полосы сетки нечем скрепить между собой, сделать это вручную опасно и не эргономично.

Эти недостатки, по нашему мнению, снижают безопасность ведения работ по возведению гибкого перекрытия, область применения данной крепи и эффективность поддержания кровли в рабочем пространстве очистного забоя монтажного слоя.

Цель предлагаемого изобретения - повышение безопасности ведения работ по сооружению гибкого перекрытия, эффективности поддержания рабочего пространства очистного забоя при разработке наклонных и крутонаклонных угольных пластов и расширение области применения крепи до технологических схем с применением гибкого перекрытия путем, создания временной защищенной зоны в закрепном пространстве.

Поставленная цель достигается тем, что в секции крепи очистного забоя монтажного слоя, содержащей основание, перекрытие с выдвижным козырьком, гидравлические стойки завального и забойного ряда, соответствующие им опоры, укосины, связывающие завальную часть перекрытия с опорами забойного ряда, гидродомкраты передвижки, установленные по обеим боковым сторонам основания, верхнее и нижнее ограждения с завальной стороны, электро- и гидрооборудование, и конструктивно связанная с выемочно-доставочной машиной, выполненной в виде горизонтально ориентированного шнека, оснащенного режущим инструментом, основание выполнено телескопическим - верхняя часть основания в пространстве между опорами завального ряда выполнена с двумя продольными прорезями, нижняя часть выполнена выдвижной за счет гидравлических домкратов, связанных с верхней частью основания; нижнее ограждение с завальной стороны секции крепи сваркой и ребрами жесткости связано с выдвижной частью основания, причем величина хода домкратов выдвижения основания не менее шага передвижки секции крепи, а ребра жесткости введены в прорези верхней части основания; перекрытие снабжено дополнительным выдвижным козырьком с завальной стороны, к которому приварено верхнее завальное ограждение; в нижней части дополнительного выдвижного козырька выполнены технологические проемы, в которых закреплены съемные кронштейны для удержания рулона сетки типа «рабица» или полимерной.

Предлагаемое изобретение поясняется схемами. На фиг.1 показан продольный разрез секции крепи в рабочем положении; на фиг.2 - то же в транспортном положении; на фиг.3 - основание секции крепи (вид в плане); на фиг.4 - перекрытие (вид по стрелке А на фиг.1); на фиг.5 - секция крепи в очистном забое монтажного слоя при разработке мощного крутонаклонного пласта.

Секция крепи содержит основание 1, две опоры 2 и две гидравлические стойки 3 завального ряда, перекрытие 4 с выдвижным козырьком 5, две гидравлические стойки 6 и две опоры 7 забойного ряда, две укосины 8, выемочно-доставочную машину 9, завальные верхнее 10 и нижнее 11 ограждения.

Основание 1, в свою очередь, содержит две направляющие лыжи 12, установленные параллельно друг другу на расстоянии равном ширине секции крепи и связанные между собой днищем 13, выполненным в виде рифленого металлического листа, приваренным к обеим лыжам по их верхнему краю. В днище 13, параллельно его продольной оси, от завального края выполнены две прорези 14. Каждая лыжа 12 с внешней стороны секции крепи имеет карман 15, в котором размещены гидродомкраты 16 передвижки и 17 выдвижения нижнего завального ограждения 11. При этом, гидродомкрат передвижки 17 крепится к кронштейну 18, приваренному к забойному (на соседней секции крепи - завальному) краю кармана 15, а гидродомкрат 17 выдвижения нижнего завального ограждения крепится к кронштейну 19, приваренному к забойному краю кармана 15.

Нижнее завальное ограждение 11 выполнено в виде металлического листа, установленного по нормали к основанию 1 секции крепи; снизу к нему под прямым углом посредством сварки и ребер жесткости 20 приварен металлический лист 21, забойный край которого снабжен отверстиями 22, в которых крепят штоки гидродомкратов 17. В транспортном положении секции крепи ограждение 11 прижато к завальному краю основания 1, лист 21 задвинут под днище 13, штоки гидродомкратов 17 задвинуты в соответствующие цилиндры, ребра жесткости 20 введены в соответствующие прорези 14 в днище 13.

Перекрытие 4 с завального края снабжено выдвижным дополнительным козырьком 22, свободный край которого связан с верхним завальным ограждением 10 при помощи сварки. В выдвижном дополнительном козырьке снизу выполнены специальные проемы 23 для установки съемных кронштейнов 24, удерживающих рулон 25 сетки «рабица». В пространстве между опорами забойного ряда 7, опираясь на них, установлен поворотный гидродвигатель 26, обеспечивающий посредством телескопической стрелы 27 качание выемочно-доставочной машины 9 от почвы к кровле и обратно.

Каждая из опор 7 забойного ряда выполнена с ребром жесткости, приваренным к лыже основания 12; для обеспечения безопасности нахождения обслуживающего персонала в рабочем пространстве, поддерживаемом крепью, поверх ребер жесткости опор 7 настилают трапы или решетчатые ограждения, препятствующие падению людей в зону работы исполнительного органа выемочно-доставочной машины.

Секция крепи предназначена для работы в очистном забое монтажного слоя у кровли наклонного или крутонаклонного угольного пласта, разрабатываемого полосами по падению в наклонных слоях с оставлением межслоевой пачки под гибким перекрытием. Секции крепи устанавливают бок обок по длине очистного забоя вплотную друг к другу, ориентируя их по линии падения пласта, и соединяют между собой гидродомкратами передвижки. Дополнительный выдвижной козырек перекрытия, связанный с верхним завальным ограждением, и нижнее завальное ограждение выдвигают не менее чем на шаг передвижки секций крепи; к нижней поверхности дополнительного выдвижного козырька посредством кронштейнов крепят устройство для удержания рулона сетки металлической типа «рабица» или полимерной.

После придания всем секциям необходимого распора, приступают к возведению гибкого перекрытия. Для этого разматывают рулон сетки, пропуская свободный ее край в зазор между верхним и нижним ограждениями до почвы монтажного слоя. При этом горнорабочие очистного забоя заходят в пространство между завальными ограждениями и завальными опорами секций крепи, при необходимости раскручивают рулон сетки и ручным инструментом скрепляют края соседних полос сетки, формируя таким образом, сплошное гибкое перекрытие.

Работа секций крепи в очистном забое монтажного слоя по выемке угля начинается с крайней, т.е. ближней к углеспускному скату. Включают выемочно-доставочную машину и вращающийся исполнительный орган за счет телескопичности стрелы зарубают в угольный массив у почвы пласта;

затем включают поворотный гидродвигатель качания стрелы - осуществляют отбойку угля от массива по всей мощности слоя. При этом отбитый уголь под действием сил гравитации скапливается на почве слоя. После возвращения исполнительного органа выемочно-доставочной машины в крайнее нижнее положение осуществляют транспортирование скопившейся на почве слоя отбитой угольной массы в ближайший углеспускной скат.

После возвращения выемочно-доставочной машины первой секции крепи в крайнее нижнее положение то же самое осуществляют выемочно-доставочной машиной второй секции крепи, причем в этом случае выемочно-доставочная машина первой секции крепи работает по транспортированию отбитого угля выемочно-доставочной машиной второй секции крепи вдоль забоя. Затем аналогичным образом включают в работу третью секцию крепи и так до последней секции крепи.

По окончании выемки угля на глубину, равную величине телескопичности стрелы выемочно-доставочной машины, их выключают и приступают к передвижке секций крепи по очереди. При этом сокращают длину стрелы выемочно-доставочной машины, снимают с распор с передвигаемой секции крепи, включают домкраты передвижки и гидродомкраты выдвижения нижнего завального ограждения на шаг передвижки. При передвижке секции крепи рулон раскручивается силой натяжения сетки, прижатой к почве слоя закладочными или обрушенными породами; перекрытие удлиняется на величину шага передвижки. При этом не скрепленные края соседних полос сетки будут располагать в пространстве между верхним краем нижнего завального ограждения и рулоном, где их после передвижки секций скрепляют вручную или специальным инструментом типа «степлер».

Таким образом, за счет придания подвижности нижнему и верхнему завальным ограждениям появилась возможность обеспечения относительно безопасного пространства размещения обслуживающего персонала в зоне возведения гибкого перекрытия; за счет расположения рулона сетки в верхней части этого пространства появилась возможность визуального контроля качества монтируемого перекрытия и удобство скрепления соседних полос сетки. Все перечисленное свидетельствует о повышении безопасности и эффективности крепления кровли в очистном забое монтажного слоя и расширении области применения крепи, т.е. о достижении цели изобретения.

Источники информации

1. Оборудование для механизации очистных работ в угольных шахтах. Под ред. Б.Ф. Братченко.: М. - Недра. - 1972, с.110-114, рис.11-30 (аналог).

2. Крепь очистного забоя крутонаклонного угольного пласта. Патент РФ №2348812, опубл. 10.03.2009, бюл. №7 (прототип).