Механизированные крепи

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

РЕФЕРАТ

По дисциплине «Горные машины и оборудование»

На тему: «Механизированные крепи»

Москва 2019г.

Механизированная крепь - это крепь, которая предназначена для поддержания боковых пород на призабойным пространством очистной выработки сохраняющая его в рабочем и безопасном состоянии и обеспечивающая механизацию процессов крепления и управления кровлей и передвижение забойного оборудования. Все современные механизированные крепи гидрофицированы.

Рис. 1 Механизированная крепь

Секция механизированной крепи включает основание (1), гидростойки (2), шарнирно установленные между основанием и перекрытием (3), передние рычаги (4) и задние рычаги (5), шарнирно связанные с основанием и ограждением (6), которое, в свою очередь, также шарнирно связано с перекрытием. Гидродомкрат передвижения (7) шарнирно установлен между основанием (1) и направляющей балкой (8), забойная сторона которой горизонтальным шарниром (9) связана с крестовиной (10), которая в свою очередь вертикальным шарниром (11) связана с конвейером (12). С конвейером (12) жестко связан кронштейн (13), с которым жестко с помощью центрирующих пальцев (14) и болтов (15) связана общая плита (16). На общей плите (16) в направлении от забоя к завалу расположен желоб (17) кабелеукладчика и телескопическая колонка (18). Забойная сторона желоба (17) выполнена в виде ограничительного борта (19), а противоположная сторона желоба (17) ограничена неподвижной частью телескопической колонки (18), выполненной в виде защитного борта (20), жестко установленного на общей плите (16).

Механизированные крепи классифицируются по следующим признакам:

1) По способу взаимодействия с боковыми породами;

2) По схеме передвижки секций;

3) По наличию кинематических связей между элементами крепи и другими машинами комплекса.

Механизированные крепи по характеру взаимодействия с боковыми породами подразделяются на: поддерживающие (а), оградительные (б), оградительно-поддерживающие (в) и поддерживающе-оградительные (г).

Рисунок 2 Типы механизированных крепей

К первому типу относятся крепи, поддерживающие породы в пределах всего рабочего пространства очистного забоя. Оградительные крепи защищают рабочее пространство от проникновения в него обрушенных пород. Поддерживающе-оградительные крепи в основном поддерживают породы кровли в очистном пространстве, а оградительная часть препятствует проникновению обрушенных пород кровли со стороны выработанного пространства. Передвижка механизированных крепей может осуществляться по следующим схемам:

- фланговая схема, когда передвижка осуществляется поочередно вслед за подвиганием комбайна;

- фронтальная схема - передвижка осуществляется одновременно по всей длине забоя;

- групповая схема - передвижка секций в “шахматном” порядке, через одну.

Схема передвижки секций зависит как от их конструктивных особенностей, так и от конкретных горно-геологических условий.

По кинематическим связям механизированные крепи разделяются на комплектные и агрегатные.

Комплектные крепи не имеют связей между комплектами и забойным конвейером. Агрегатные крепи имеют силовые связи между собой и с забойным конвейером.

Более маневренными, мобильными, легко заменяемыми, независимыми являются комплектные крепи. Но они менее устойчивы и требуют дополнительных операций по передвижке конвейера.

Механизированные крепи поддерживающего типа являются агрегатными или комплектными. Оградительные, оградительно-поддерживающие и поддерживающе-оградительные крепи являются в основном агрегатными.

Кроме того, механизированные крепи подразделяются на крепи с “резервированием хода” на шаг передвижки (готовые передвинуться к конвейеру и затем передвинуть его) и “без резервирования хода” (готовые передвинуть конвейер, а затем передвинуться к забою). У последних, как правило, имеются выдвижные верхняки, осуществляющие временное крепление свежих обнажений.

Применение тех или иных типов механизированных крепей зависит, прежде всего, от категории пород кровли и почвы по устойчивости и обрушаемости, а также от угла падения угольного пласта.

К механизированным крепям предъявляются следующие требования:

1) Надежное обеспечение поддержания кровли в призабойном пространстве;

2) Управление кровлей со стороны выработанного пространства очистного забоя;

3) Защита призабойного пространства от проникновения обрушенных пород;

4) Механизированная передвижка конвейера как вслед за подвиганием комбайна, так и одновременно по всей длине лавы;

5) Скорость передвижки крепи должна быть не менее скорости движения комбайна;

6) Обеспечение свободного прохода для людей шириной не менее 0,7 м и высотой 0,4 м.

Механизированная крепь состоит из следующих основных элементов:

- поддерживающие - перекрытие кровли пласта, поддерживающее ее и предотвращающее высыпание пород в призабойном пространстве;

- несущие - гидравлические стойки одинарной или двойной раздвижности;

- опорные - цельное основание секций или опоры несущих гидравлических стоек;

- защитные или оградительные, предотвращающие попадание со стороны выработанного пространства обрушенной породы;

- гидродомкраты передвижки и управления перекрытиями.

Поддерживающие элементы крепи выполнены в виде цельнометаллического перекрытия с рессорными консолями, с выдвижными верхняками и опорами, поддерживающими верхнюю пачку угольного пласта от обрушения.

Рисунок 3 Комплекс КМ-87Э

Секция механизированной крепи (см. рис. 3) это ее элемент, сохраняющий свою целостность при передвижении и состоящий обычно из основания (6), гидравлических стоек (8) (до 6 стоек в секции), связанных перекрытием (10) у кровли пласта, и гидродомкратов передвижки (5) (одного или двух). Секция имеет оградительный элемент (9), защищающий рабочее пространство от проникновения в него обрушенной породы кровли.

Механизированные крепи передвигают гидродомкратами, которые выполнены в виде обычных силовых гидроцилиндров. Как правило, применяют гидродомкраты двустороннего действия, позволяющие осуществить кроме передвижения секций крепи (прямой ход гидродомкрата), передвижение забойного конвейера (обратный ход). Гидродомкраты могут быть расположены в основании секций крепи, над основанием и под перекрытием. Гидродомкраты различаются местами подвода рабочей жидкости (к корпусу цилиндра или через шток), исполнением поршневых узлов, размерами и пр. При рабочем давлении жидкости до 200 кгс/см² усилие гидродомкрата составляет в зависимости от его конструкции и назначения от 3 до 40 тс. Ход поршня принимают 0,4; 0,5; 0,63, 0,8 и 1,0 м.

Гидродомкрат передвижения механизированной крепи М-87Э (рис. 4) состоит из цилиндра (1) с днищем (2), поршня (3), закрепленного ганкой (4) на штоке (5). Подвод рабочей жидкости в штоковую полость Б осуществляется через отверстие (а) в головке (6) штока, Далее через отверстие (б), внутреннюю полость штока А и через каналы (в). Подвод рабочей жидкости в поршневую полость В осуществляется через отверстия (г) и (д), трубку (7), вваренную внутрь штока, с диафрагмой (8).

Рисунок 4 Гидродомкрат передвижения крепи М-87Э

По характеру раздвижки и области применения гидростоек различают:

1) Гидростойки с одинарной гидравлической раздвижкой, применяемые на пологих пластах мощностью 1,5 м и выше;

2) Гидростойки с двойной гидровинтовой раздвижкой, которая производится с помощью гидропривода и винтовой пары; способ является устаревшим, так как требует затрат ручного труда, однако он применяется в гидростойках крепи М-87Э на пологих пластах мощностью 1,1--1,9 м и в крепи 2М-81Э на пологих пластах мощностью 1,8--3,2 м;

3) Гидростойки с двойной гидравлической раздвижкой, которая производится с помощью двух телескопически раздвигающихся гидроцилиндров.

Гидравлическая стойка механизированной крепи ОКП, показанная на рис. 5, состоит из цилиндра 1; штока 2 со съемным поршнем 3, который закреплен двумя гайками 4; нижней 5 и верхней опор, выполненных в виде полусфер. Опоры крепятся шарнирно в основании секции и верхнем перекрытии, что позволяет избежать здесь изгибающих усилий на домкрат. Опора 5 имеет фланец 6 для крепления гидрозамка стойки. Рабочая жидкость поступает в штоковую полость стойки и отводится от нее через бобышку 11, приваренную к цилиндру стойки. Поршень имеет на рабочей поверхности бронзовые наплавки. Уплотнения поршня и штока выполнены резиновыми манжетами 7 и кольцами 8 круглого сечения. Для защиты уплотнений от грязи установлен чистильщик 9, выполненный из специальной резиновой манжеты. Чистильщик закреплен гайкой 10.

Рисунок 5 Гидравлическая стойка крепи ОКП

Клапанный гидроблок стойки крепится сбоку от опоры (5). Предохранительный клапан настраивают на давление 400 кгс/см², что обеспечивает номинальное рабочее сопротивление стойки 80 тс.

Гидравлическая стойка механизированной крепи МК-97 (двойной гидравлической раздвижки, постоянного сопротивления с принудительным опусканием) показана на рис. 6, а.

К цилиндру (4) стойки приварены днище (10) и фланец (9) для крепления к нему клапанной коробки (8). В корпусе цилиндра перемещается шток (6) с поршневой частью, а внутри него -- другой шток (5) со своей поршневой частью. В цилиндре стойки гайкой (1) закреплена направляющая втулка (2) с уплотнениями и чистильщиком. Втулка служит одной из опор штока (6) первой ступени. В этом штоке установлена другая направляющая втулка (3) также с уплотнениями и чистильщиком. Втулка (3) служит опорой для штока (5) второй ступени. Она закреплена в штоке (6) двумя полукольцами (14) и пружинным кольцом (15).

Шток (6) первой ступени состоит из двух концентрических труб. Внешняя труба на своей внутренней поверхности имеет винтовую проточку, соединяющую штоковые полости обеих ступеней раздвижности. На поршневых частях штоков (5) и (6) установлены резиновые манжетные уплотнения и имеются наплавки из латуни. Они сделаны также и на направляющих втулках (2, 3). К штоку (6) в верхней части приварено днище (11). В этом днище установлен обратный клапан (12), который обеспечивает постоянство сопротивления стойки на обеих ступенях ее раздвижки. Величина сопротивления определяется диаметром поршня ступени и настройкой предохранительного клапана, установленного в клапанной коробке (8).

Шток (5) второй ступени раздвижки изготовлен из трубы. Один конец трубы заварен заглушкой (13), в другой ввернута на резьбе головка (16) с полусферой. К головке шарнирно прикреплена опорная плита (18) посредством кольца (17) и болтов.

Рисунок 6 Гидравлическая стойка крепи МК-97

Гидравлическая схема стойки (см. рис. 6, б) является наиболее прогрессивной. При распоре гидростойки обратный клапан создает небольшой подпор, что обеспечивает выдвижение цилиндра первой ступени. Только по исчерпании его хода (или при достижении контакта перекрытия крепи с породами кровли) в результате давления рабочей жидкости обратный клапан открывается, и жидкость начинает поступать во вторую ступень. При опускании пород кровли обратный клапан изолирует рабочую полость второй ступени от первой.

После того как произойдет осадка стойки на величину раздвижки первой ступени, обратный клапан упрется своим хвостовиком в днище 10 стойки и автоматически откроется. При этом жидкость начнет поступать из второй ступени в первую, и длина стойки дополнительно уменьшится на величину хода поршня второй ступени.

Несущая способность стойки 40 тс, при этом давление в поршневой полости первой ступени составляет 260 кгс/см², во второй -- 510 кгс/см².

Отношение высоты стойки в раздвинутом положении к ее высоте в исходном положении определяет коэффициент раздвижности стойки. У телескопических гидростоек он значительно выше, чем у стоек с одинарной раздвижкой (0,86--1,17 против 0,38--0,63), что позволяет эффективно применять их на тонких пластах, особенно при значительных перепадах мощности пласта.

Размещено на Allbest.ru