§ 5. Гидропривод и гидравлические схемы механизированных крепей

Гидропривод механизированных крепей состоит из насосной станции, исполнительных механизмов (гидростойки, гидродом­краты, вспомогательные гидроцилиндры), управляющей, предо­хранительной и контрольной аппаратуры; гидрокоммуникаций. Из этих элементов (с добавлением при необходимости других) составляется гидравлическая схема механизированной крени, которая определяет взаимосвязь и взаимодействие между эле­ментами гидропривода и показывает его функциональные воз­можности.

Д ля гидропривода характерно: применение высокого рабочего давления (в гидросистеме 20—32 МПа, в замкнутой системе гидро­стойкн 32—63 МПа), использование в качес!ве рабочей жидкости негорючей водомаеляной эмульсии; применение большого коли­чества однотипной гидроаппаратуры. Работа гидропривода про­исходит в стесненных и тяжелых условиях очистною забоя. Структурная гидравлическая схема механизированной крепи (рис. 22.6) показывает принципиальное распределение потока ра­бочей жидкости (эмульсии) от двух насосных станций СН1 и СН2 по напорной гидромагистрали через пульт управления ПУ (раз­мещенный обычно в прилегающей к лаве выработке) к секциям механизированной крепи в лаве и от них через пульт управле­ния ПУ и блок фильтров БФ на слив в баки насосных станций.

Насосная установка обычно состоит из двух установленных на тележках насосных станций типа СНУ5 (или другого типа), связанных в единую систему и ра­ботающих на одну (или две) на­порную магистраль.В зависимости от требуемого расхода жидкости насосные станции могут работать поочередно и одновременно.

Гидромагистраль состоит из двух (или трех) последовательно соединенных магистральных вы­соконапорных трубопроводов и рукавов — напорного Н и слив­ного С. Они проложены от насос­ных станций до лавы, где уложены в желобе по завальному борту за­бойного конвейера. К магистраль­ным трубопроводам присоединены

231

напорные и сливные отводы от гидрораспределителей, уста­новленных на секциях маханизированной крепи. Проходное се­чение напорной магистрали составляет не менее 20 мм в диа­метре, а сливной — не менее 25 мм. В каждом отводе гидромаги­страли установлен шариковый запорный клапан, автоматически закрывающий отверстие при отсоединении отвода и предотвра­щающий утечку рабочей жидкости. К магистральным трубопрово­дам подключены реле контроля давления РКД, автоматически выключающие насосные станции при порыве трубопроводов и вследствие этого резком падении давления.

Рабочую жидкость, подаваемую от насосной станции к силовым гидроцилиндрам механизированной крепи, необходимо подво­дить в определенной последовательности и одновременно отводить на слив. Для этого предусматриваются гидрораспределители, уста­навливаемые на секции крепи. Аппаратура распределения и управ­ления большинства секций состоит из гидрораспределителя (блока управления секцией крепи) и стоечного блока, объединяющего в одном корпусе предохранительный (типа ЭКП или К.ГУ) и об­ратно-разгрузочный (типа ЭК.ОР) клапаны.

Наибольшее распространение получили золотниковые гидро­распределители трех типов: двухходовой, выполняющий откры­вание и закрывание прохода для рабочей жидкости; трехходовой, соединяющий гидроагрегаты g напорной или сливной магистралью и отключающий его от этих магистралей; четырехходовой (приме­няемый чаще всего для управления гидроцилиндром двусторон­него действия), соединяющий поочередно поршневую и штоковую полости с напорной и сливной магистралями.

Основным элементом гидрораспределителя с цилиндрическим золотником (рис. 22.7, а) является золотник-плунжер / с конце­выми проточками, перемещающийся с помощью рукоятки (или другим способом) в осевом направлении в гильзе 2 g каналами 3 для прохода рабочей жидкости в необходимом направлении. Воз­врат в нейтральное (среднее) положение осуществляется пружи­ной 4. По числу фиксированных положений распределители могут быть двух-, трех- и многопозиционными.

В механизированных крепях ОКЛ, 1МКМ и других Узлов-ского машиностроительного завода им. И. И. Федунца получили применение гидрораспределители с цилиндрическим золотни­ком, а в других — с золотником ЭРА1М и в последнее время с пло­ским многопозиционным золотником ЭРА1К изготовления Ле­нинградского завода «Пневматика».

Гидрораспределитель ЭРА1К (рис. 22.7, б) имеет отсечной ша­риковый клапан 3, прижимаемый к седлу 4 пружиной 5. При оття­гивании вверх рукоятки управления / толкатель 2 принудительно открывает клапан и пропускает рабочую жидкость из маги­страли А в рабочую камеру Б, откуда она поступает в распреде­лительную периферийную втулку 6 и далее в тот или иной канал плоского золотника 7, имеющего до восьми позиций. Золотник опирается на защитную крышку 8. При прекращении действия

232

усилия на рукоятку гидрораспределитель автоматически отклю­чается, благодаря чему повышается безопасность работ.

Управление гидрораспределителем может быть ручным с пере­двигаемой секции или дистанционным с соседней секции. Дистан­ционное управление более безопасно и получило большее распро­странение. В механизированных крепях с автоматизированным управлением группой секций непосредственно из лавы и g пульта управления, размещенного в штреке (М87УМА), нашли применение распределители с электромагнитным управлением.

Предохранительный клапан — важнейший элемент гидро­привода — служит для ограничения давления, развиваемого в си-

233

с теме гидропривода, в пределах заданной величины. Для меха­низированных крепей, работаю­щих на эмульсии,наиболее часто применяли предохранительные клапаны типа ЭК.П обратного действия с коническим запорным элементом. Однако в последнее время их заменяют на унифици­рованные газовые предохрани­тельные клапаны типа КГУ из­готовления ленинградского за­вода «Пневматика».

Предохранительный клапан КГУ. О10ПР (рис. 22.8) имеет корпус /, закрытый сверху за­глушкой 2, в которой размещен резиновый баллон 3, наполнен­ный азотом, сжатым до 20 МПа. Баллон снабжен пробкой 4 с пружиной, с помощью которых клапан заряжают сжатым азо­том. К нижней части баллона 3 прилегает пластмассовая диа­фрагма 5, предназначенная для перекрытия кольцевых щелей между седлом 6, втулкой 7 и стаканом 8. Уплотнительное кольцо 9 с защитным кольцом 10 служат для герметизации поверхности между корпусом / и седлом 6, а кольца 11 и 12 — для уплотне­ния корпуса /. Рабочая жидкость под давлением подводится в по­лость А и при повышении давления сверх заданной величины от­жимает диафрагму 5, поступает в полость Б, а из нее через от­верстие — на слив.

Для механизированных крепей ОКЛ, 1МК.М и др. Узлов-ского машиностроительного завода применены предохранитель­ные гидроклапаны золотникоеого типа прямого действия.

Обратно-разгрузочный управляемый клапан типа ЖОР ле­нинградского завода «Пневматика» (рис. 22.9) для работы на эмуль­сии предназначен для запирания поршневых полостей гидростоек при распоре секции крепи и для разгрузки стоек при снятии рас­пора и передвижении крепи.

Клапан состоит из: шарика /; пластмассового седла 2; кор­пуса 5; гайки 4, обеспечивающей предварительное сжатие пру­жины 5; уплотнительных резиновых колец б и 7; поршня-толка­теля 8, отводимого в левое крайнее положение пружиной 10; крышки 9, через которую подводится рабочая жидкость к поршню-толкателю; уплотнительного резинового кольца 11.

Линия С клапана соединяется с поршневой полостью стойки, линии Н и Р — с блоком управления крепи. При подаче жидкости под давлением в отверстие Р поршень 8 перемещается, принуди­тельно открывая шариковый клапан.

234

Гидравлическую схему механизированных крепей рассмотрим , на примере гидропривода секции механизированной крепи очи­стного комплекса 10КП и 20КП (два типоразмера) для поло­гих (до 20°) пластов мощностью 1,9—2,9 м. Секция крепи этого комплекса (рис. 22.10, о) оградительно-поддерживающего типа состоит из поддерживающей (козырек 1), оградительной (перекры­тие или щит 2), несущей (гидростойка 6 и рычажный четырехзвен-ник 3), опорной (основание 4) и двигательной (гидродомкрат передвижения 5) частей, а также гидросистемы и вспомогатель­ных элементов.

Гидравлическая схема линейных секций (рис. 22.10, б) со­стоит из напорной и сливной магистралей с отводами к гидрорас­пределителю 2, размещенному на секции крепи /, а от него — к стоечному гидроблоку 3 гидростойки 4, а также к гидродомкрату передвижения 5. Гидроразводка секций выполнена из рукавов высокого давления со специальными заделками и соединениями (в последнее время применяются безрезьбовые). Магистральные тру­бопроводы л гидроразводка секций с насосной станцией включены в общую замкнутую систему, в которой циркулирует рабочая жидкость.

При исходном положении перед работой секции крепи ру­коятки обратно-разгрузочного клапана и двух золотников Г и Д в гидрораспределителе поставлены в нулевое положе­ние.

Для передвижки секции крепи осуществляются следующие операции:

1. разгрузка гидростойки от давления; рукоятки золотников Г и Д находятся соответственно в положениях /// и 0;

2. передвижка секции крепи; рукоятку золотника Г ставят в положение //, а золотника Д — в положение /. При этом рабо­чая жидкость поступает в штоковую полость гидродомкрата пере­движки и освобожденная от нагрузки секция крепи подтягивается к конвейеру на шаг передвижки — 0,63 м;

235

3. р аспор гидростойки; ру­коятку золотника Г пере­ставляют в положение /, а зо­лотника Д — в нулевое. В результате козырек секции крепи распирается гидростой­кой до величины предвари­тельного распора;

4. передвижка конвейера; гидродомкраты, осуществ­ляющие передвижку конвейе­ра, упираются в распертые между кровлей и почвой пласта секции крепи и пере­двигают конвейер вместе о установленным на нем ком­байном на шаг передвижки, соответствующий ширине за­хвата комбайна — 0,63 м.

Для передвижки конвейе­ра рукоятку управления зо­лотника Г ставят в положе­ние //, золотника Д — в по­ложение /. Гидродомкраты секций крепи, которые не участвуют в передвижке кон­вейера, ставятся в положение «на слив» (рукоятка золотни­ка Г находится в нулевом положении, а золотника Д— в положении ///).

Во время выполнения всех этих операций по управлению секций крепи и конвейером обратно-разгрузочный кла­пан распределителя находит­ся в положении /, т. е. «От­крыто».

Гидравлические схемы других механизированных крепей рассматриваются далее применительно к конкретным типам очистных комплексов.