КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Механизированные и индивидуальные крепи
Механизированная крепь — это горная машина, размещенная по всей длине очистного забоя, и состоящая из самопередвигающихся секций, механизирующих процессы — крепления очистной выработки, управления кровлей и передвижки на забой става забойного конвейера или базы комплекса (агрегата) вместе с выемочной машиной. Механизированная крепь состоит из секций или комплектов (групп взаимосвязанных секций), насосной станции (одной или нескольких), распределительной и контрольно-регулирующей аппаратуры и гидрокоммуникаций. Основная функция механизированной крепи — создание сопротивления опусканию (обрушению) пород кровли в призабойное пространство. По функциональному признаку механизированные крепи разделяют на поддерживающие (рис. 1.12, а), поддерживающе-оградительные (рис. 1.12,6), оградительно-поддерживающие (рис. 1.12, в) и оградительные (рис. 1.12, г). Тип крепи можно определить соотношениями величин проекций поддерживающих La и оградительных элементов LOГ секций на горизонтальную плоскость в направлении осевой линии секции. Секция является самостоятельной структурной единицей механизированной крепи очистного забоя. Она включает в себя следующие основные элементы — гидростойку (или гидростойки) /, верхнее перекрытие, состоящее из поддерживающей 2 и (или) оградительной 3 частей, нижнее основание 4 один или два гидродомкрата 5 (см. рис. 1.12), располагаемых в основании или у перекрытия, и систему управления секцией. В состав секции могут также входить дополнительно устройства силовой связи основания с перекрытием, удержания поверхности забоя в его верхней части, направленного передвижения и устойчивости секции, удержания от сползания забойного конвейера, перекрытия боковых зазоров, активного подпора перекрытия в процессе передвижки секции и др. У секций поддерживающих крепей отсутствуют оградительные элементы, воспринимающие вертикальную нагрузку от обрушающихся пород кровли. Защитное ограждение 3 (см. рис. 1.12, а) выполняет в этом случае функцию защиты рабочего пространства от бокового проникновения обрушающихся пород. Характерная особенность поддерживающих и поддерживающе-оградительных крепей — соединение их гидростоек с поддерживающими элементами перекрытия. В оградительно-поддерживающих и оградительных крепях гидростойки соединяются непосредственно с оградительными элементами. С позиции применения крепей по мощности пластов механизированные крепи делятся на три группы: тонкие — 0,7—1,2 м, средней мощности 1,2—2,5 м и мощные 2,5—5 м. По силовым связям между секциями крепи могут быть комплектными и агрегатированными. Под комплектной крепью понимают такую крепь, в которой две или более секций объединены (связаны) друг с другом в комплект с помощью гидродомкратов передвижки секций. По месту расположения гидродомкратов передвижки комплектные крепи могут быть с нижним (крепи 1М88С, М87УМС для струговых комплексов) и верхним (рис. 1.13), расположением гидродомкратов 3 между секциями 1 и 2 (крепь МКС98). Секции крепи МКС98 не имеют нижнего основания. Его заменяют индивидуальные круглые опорные плиты 4 гидростоек. Независимо от места расположения гидродомкратов связей между секциями комплекты крепи кинематически не взаимоувязаны. Передвижка каждого комплекта (обычно двухсекционного) осуществляется независимо друг от друга, поэтому такие крепи не пригодны для дистанционного и автоматического управления. Основным типом механизированных крепей в настоящее время являются агрегатированные крепи, в которых все секции связаны гидродомкратами передвижения (агрегатированы) со ставом забойного конвейера очистного комплекса или базой агрегата. Передвижение секций агрегатированных крепей кинематически взаимоувязано, поэтому они пригодны для дистанционного и автоматического управления. Гидродомкраты передвижки имеют, как правило, нижнее расположение и используются не только для передвижки секций крепи, но и для передвижки конвейера или базы агрегата на забой. Конструктивные схемы секций агрегатированных крепей с различным расположением и числом гидростоек показаны в табл. 1.3. Одностоечная схема использована в крепях оградительно-поддерживающего типа: 40КП70, 10КП70, 20КП70, 30КП70. Для рамных двух- и трехрядной схем характерным является расположение гидростоек друг за другом по продольной оси (по длине) секции. Двухрядные рамные секции
применяют в крепях поддерживающего типа МКС98, 1М88, 1М88С, М87УМН, М87УМП и М87УМС, а также в крепях поддерживающе-оградительного типов МК75 и Ml30. Недостатки рамных секций крепей поддерживающего типа: передача на гидростойки поперечных усилий при передвижении без потери контакта перекрытия с породами кровли; недостаточная устойчивость в поперечном направлении перекрытий и секций в целом. Кустовые секции имеют более высокую поперечную устойчивость Из кустовых секций крепей получили распространение двух- трех- и четырехстоечные секции. В первом случае — зто крепи М137А, УКП5, во втором -М144 и в третьем-МКЮЗМ, КД80, 1МТ, 2МТ, М138А и М142. Кустовые шестистоечные секции, ранее широко распространенные в Великобритании, в последние годы заменяются четырехстоечными как более простыми и обладающими теми же Механизированные крепи, секции которых имеют силовую связь перекрытия с основанием, называются щитовыми независимо от числа гидростоек в секции. К щитовым относят крепи оградительно-поддерживающего (рис. 1.14, а) или поддерживающе-оградительного (рис. 1.14,6) типа, у которых перекрытия, состоящие из поддерживающей 1 и оградительной частей 3, и основание 5 секций имеют силовую и кинематическую связь между собой, не только с помощью гидростоек 2, но также и с помощью шарнирных рычагов 4. Все щитовые крепи выполняют только с нижней завязкой, а наличие силовой связи перекрытия с основанием позволяет передвигать секции крепи с активным подпором, разгружая при этом гидростойки от поперечных усилий. Щитовые крепи могут быть одно- и многостоечными. При этом секции оградительно-поддерживающего типа имеют одну (крепи 10КП70, 2ОКП70Б, ЗОКП70Б и 4ОКП70) или две стойки 2 (крепи УКП5). Щитовой тип секций является в настоящее время основным, особенно для пластов мощностью более 1 м. Типовая схема подключения гидростойки к системе гидропривода механизированной крепи и рабочая характеристика гидростойки показаны на рис. 1.15. В поршневую полость П (рис. 1.15, а) гидростойки по магистрали 8 —5— 6—7 подается рабочая жидкость от насосной станции. Гидростойка начинает воздействовать на боковые породы с усилием начального распора NH..Р (kH):
где D — внутренний диаметр цилиндра гидростойки, м; рН.С — давление, развиваемое насосной станцией в гидростойке, МПа. Разгрузочный клапан (гидрозамок) РК отсекает поршневую полость гидростойки от напорной магистрали 8. Стойка оказывает сопротивление N опусканию кровли. При этом увеличивается давление рабочей жидкости в поршневой полости П гидростойки (линии АВ, рис. 1.15,6), происходит упругое сжатие рабочей жидкости и упругая деформация цилиндра стойки. В этот период выдвижные части гидростойки опускаются на величину Δhy с одновременным увеличением усилия сопротивления опусканию пород кровли. На этом участке (линия АВ) гидростойки работает в режиме нарастающего сопротивления. При дальнейшем опускании кровли давление в поршневой полости Я гидростойки повышается до настроечного давления срабатывания предохранительного клапана ПК и он срабатывает. Гидростойка начинает работать в режиме постоянного рабочего сопротивления N p.c(линия ВС). Работа предохранительного клапана в этом режиме характеризуется давлениями открывания клапана Рот и его закрывания Рзк. Для контроля давления в поршневой полости стойки служит индикатор давления ИД, который компонуется совместно с предохранительным ПК и разгрузочным РК клапанами в одном корпусе 9, образуя стоечный гидроблок, или выносится на рукав высокого давления. Для разгрузки гидростойки рабочая жидкость под давлением подается по магистрали 1 — 2 — 3 —4вштоковую Ш полость стойки и по магистрали 2 — 2 в разгрузочный клапан РК, открывая выход рабочей жидкости из полости Я на слив по магистрали 7— 6 — 5 — 8. При этом выдвижная часть гидростойки опускается. Гидростойка может разгружаться полностью с потерей контакта перекрытия с кровлей или частично со снижением давления в поршневой полости до заданного предела (до 0,01 МПа) в случае передвижки крепи с активным подпором. В механизированных крепях в настоящее время применяют предохранительные клапаны трех типов: ЭКП, ОМКТМ, ГВТН10 с номинальными давлениями срабатывания соответственно 40, 32 и 50 МПа. Максимальный расход (л/мин) рабочей жидкости через клапан при давлении 1,25 номинального составляет: 30 — для клапана ЭКП, 15 — для клапана ОМКТМ и 80 — для клапана ГВТН10. Применение предохранительных клапанов с большим максимальным расходом рабочей жидкости уменьшает вероятность раздутия цилиндров гидростоек при резких осадках кровли.
Рис. 1.15. Схема подключения гидростойки к системе гидропривода механизированной крепи (а) и рабочая характеристика гидростойки (б)
Стойки одинарной гидравлической раздвижности применяют в крепях, предназначенных для работы на пластах средней мощности и мощных. Коэффициент раздвижности Кр = l р/ l min, характеризующий отношение длины полностью раздвинутой стойки l р к длине сложенной стойки l min, составляет обычно для таких стоек 1,32—1,58. В настоящее время преимущественное распространение во вновь создаваемых крепях получают стойки двойной гидравлической раздвижности. Они хотя и дороже в изготовлении, но обладают большей эффективностью в эксплуатации из-за лучшей приспосабливаемости к изменениям мощности пласта. Коэффициент раздвижности таких стоек составляет 1,8—2. В секциях механизированных крепей применяют также гидродомкраты и гидропатроны, которые используют: для передвижения секций крепи и става конвейера, обеспечения устойчивости и направленного движения секций, управления консольной частью перекрытия секций (прижатие к кровле или выдвижение). Основными параметрами механизированной крепи, определяющими условия ее применения и взаимодействия с кровлей, являются: удельное сопротивление крепи, коэффициенты — гидравлической раздвижности гидростойки, начального распора, затяжки кровли. Коэффициент затяжки характеризует отношение площадей поверхности перекрытий секций и поддерживаемой кровли. Техническая характеристика современных механизированных крепей приведена в табл. 1.4. Отличительная особенность крепей М137А и М138А — оснащенность их комплектами устройств автоматизации управления, которые обеспечивают автоматическую индивидуальную и групповую передвижку секций крепи с заданным отставанием передвигаемых секций от комбайна, как с пульта управления установленного на штреке, так и оператором в очистном забое, а также гарантированный начальный распор секций. Крепь поддерживающе-оградительного типа Ml30 в отличие от других агрегатирована по перекрытиям. Перекрытия всех секций, установленных в забое, имеют шпунтовые связи и гидродомкраты передвижки, расположенные под перекрытиями. Гидростойки секций имеют снизу индивидуальные опорные плиты. Секции агрегатированной крепи КГУ-Д, предназначенной для работы на крутонаклонных и крутых пластах, последовательно соединены двумя гидравлическими штангами по основаниям, а домкратами передвижки — с базовыми балками групп секций (по восемь секций в группе). По расположению вдоль очистного забоя секции крепи могут иметь линейную, шахматную и пилообразную схемы расположения. Линейная схема получила наибольшее расположение и применяется в очистных комбайновых комплексах. Шахматное расположение секций применяется обычно в очистных струговых комплексах (комплектные крепи). Недостаток шахматной схемы— стесненный проход для рабочих между гидростойками секций. Пилообразную схему применяют во фронтальных агрегатах при групповом перемещении секций. При линейном расположении секций агрегатированных крепей секции в исходном положении могут быть отодвинуты от конвейера на ход домкрата передвижки (заряженная схема), или могут быть передвинуты вплотную к ставу конвейера, когда домкраты передвижки сложены («незаряженная схема»). Расположение по «заряженной схеме» позволяет передвигать секции непосредственно вслед за комбайном или за его передним исполнительным органом. Преимущества такой схемы— возможность применения конвейера с фронтальным или волнообразным способом передвижки и наличие свободной дороги для прохода людей между конвейером и передней стойкой (стойками) секций крепи. Недостатки — увеличенные на длину хода домкрата передвижки ширина бесстоечного призабойного пространства и длина консольной части перекрытия секции. Расположение секций по «незаряженной схеме» уменьшает ширину бесстоечного призабойного пространства и консольной части перекрытия, но при такой схеме секции могут передвигаться только после передвижки става конвейера. При волнообразном способе передвижки конвейера передвижка секций может отставать на 11—15 м от комбайна, что предопределяет значительную площадь незакрепленной кровли. Применяются следующие способы управления секциями крепи: ручной дистанционный из-под соседней секции (одно- и двусторонний); ручной дистанционный с центрального пульта, вынесенного на штрек; групповой автоматический; дистанционно-автоматический с центрального пульта, вынесенного на штрек (крепи М137А и М138А). Наиболее распространено ручное дистанционное управление из-под соседней секции. В крепях на тонких пластах такая система управления выполняется двусторонней. При линейной схеме расположения секций и последовательной их передвижке скорость крепления очистного забоя (м2/мин) , (1.9) где T C — время перемещения одной секции крепи (включая время снятия распора перед передвижкой и распора секции после ее передвижки), с; l с — шаг установки секций по длине очистного забоя, м; S у— величина перемещения секции на забой, м; 60/ TC — число передвинутых секций за 1 мин. Скорость образования обнаженной поверхности кровли при работе очистной машины (м2/мин) v обн = B З v п. (1.10) где B З— ширина захвата исполнительного органа комбайна, м; vп — скорость подачи комбайна, м/мин. Скорость крепления vкр должна соответствовать скорости обнажения кровли v o6н. Поскольку S y = B 3, то, приравняв выражения (1.9) и (1.10), получим . (1.11) Из (1.11) следует, что требуемая скорость крепления очистного забоя может быть достигнута при сокращении затрат времени на перемещение секции крепи TC и при увеличении шага установки секций l с. Скорость крепления очистного забоя при фронтальной групповой схеме передвижки секций , (1.12) где Nc.гp — число секций в группе. Гидропривод механизированных крепей является объемным и включает в себя насос постоянной подачи и систему силовых гидроцилиндров, число которых может превышать в комплекте крепи очистного забоя 3000 шт. Гидростойки, гидродомкраты, гидропатроны и другие гидроцилиндры питаются рабочей жидкостью от одной или двух дистанционно управляемых насосных станций СНУ5, СНУ9 или СНТ32. Для систем гидропривода механизированных крепей и гидромуфт в качестве рабочей жидкости применяют водомасляные эмульсии, приготовляемые на базе змульсолов типов «ФМИ-РЖ» и «Витал». Гидрожидкость «ФМИ-РЖ» представляет собой смесь минерального масла, эмульгаторов, ингибиторов коррозии и адсорбционно-активных веществ и применяется в виде 3%-й водной жидкости. Эмульсия на основе ингибитора коррозии «Витал» используется в виде 2%-го водного раствора. Повышение условий безопасного труда рабочих при работе современных механизированных крепей обеспечивается: высокими значениями коэффициента затяжки кровли; применением в крепях гидростоек двойной гидравлической раздвижности, практически полностью исключающих при нормальной работе крепей посадку секций «нажестко»; повышением начального распора секций до 64—80% от их рабочего сопротивления за счет применения новой насосной станции СНТ32 и перемещения секций в процессе работы на забой с активным подпором кровли. Тенденция развития отечественных и зарубежных крепей, выпускаемых компаниями и фирмами «Галлик Добсон» (Великобритания), «Хемшайдт», «Вестфалия», «Клёкнер Бекорит» (ФРГ) «Братство», (Югославия), «Комаг» (Польша) «Мицубиси» (Япония), свидетельствует о том, что основным типом механизированных крепей становится щитовая крепь, имеющая силовую связь основания с перекрытием и обеспечивающая передвижку секций крепи с активным подпором. Для нормальных условий работы секции щитовой крепи будут в основном двухстоечными, а для тяжелых по обрушаемости пород кровли — четырехстоечными. Разработана механизированная двухстоечная щитовая крепь поддерживающе-оградительного типа Ml37 и М137А. Секции крепи могут располагаться в забое по «заряженной» (для комбайновых комплексов) и «незаряженной» (для струговых комплексов) схемам. В последнем случае крепь может иметь выдвижные верхняки. Для тяжелых по обрушаемости пород кровли Гипроуглемашем разработаны и приняты к серийному производству трехстоечная М144 и четырехстоечные щитовые крепи поддерживающе-оградительного типа М138, М138А и М142. Шаг установки секций этих крепей составляет 1,5 м (равен длине рештака става забойного конвейера), а ход гидродомкратов передвижки секций крепи — 0,63 и 0,8 м.
Дата добавления: 2014-10-31; Просмотров: 5970; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |