книги из ГПНТБ / Гидрофицированная крепь очистных выработок

Податливость стойки — уменьшение длины стойки под нагруз­ кой.

Упругая податливость стойки — уменьшение длины стойки под нагрузкой вследствие упругой деформации ее элементов.

Начальный распор — начальное усилие, создаваемое в стойке при ее установке в рабочее положение.

Коэффициент распора к рс — отношение усилия начального рас­ пора к величине номинального рабочего сопротивления стойки.

Начальное сопротивление FH— сопротивление стойки опуска­ нию пород кровли в момент начала проседания выдвижной части относительно корпуса стойки.

одновременным опусканием выдвижной части до освобождения стой­ ки от горного давления.

Дистанционная разгрузка стойки — возможность разгрузки стойки с целью безопасности на некотором расстоянии от места ее установки (обычно от 1 до 2 м).

Высота стойки L: максимальная — в предельно раздвинутом

положении (податливость максимальная); минимальная — в пре­ дельно сдвинутом положении (податливость равна нулю).

Зажатие стойки — положение аварийного состояния стойки, когда под действием горного давления в ней исчерпана раздвижность (податливость равна нулю ■— посадка стойки «на жесткую»).

Гидравлическая (призабойная) стойка — стойка, предназначен­ ная для крепления очистных выработок, в которой для создания рабо­ чего сопротивления опусканию пород кровли использовано сопро­ тивление жидкости, вытесняемой из замкнутой рабочей полости гидроцилиндра через предохранительный клапан.

Гидравлическая стойка с внутренним питанием (с замкнутой гидросистемой) — стойка индивидуальной крепи очистного забоя, в которой встроены все элементы ее гидропривода, в том числе резер­ вуар для рабочей жидкости и насос.

Гидравлическая стойка с внешним питанием — стойка индиви­ дуальной крепи очистного забоя, в которую рабочая жидкость подается от центральной насосной станции, обычно размещаемой в прилегающей выработке, а при разгрузке выпускается на почву выработки.

Гидравлическая посадочная стойка — гидравлическая стойка с увеличенным рабочим сопротивлением (обычно от 40 до 100 тс), устанавливаемая в последнем от забоя ряду крепи (или в двух послед­ них рядах при шахматной схеме расположения посадочных стоек), по линии обрушения пород кровли.

Гидравлическая стойка с верхним расположением рабочего ци­ линдра — гидравлическая стойка, у которой рабочий цилиндр рас­ положен выше рукоятки привода насоса и разгрузочного устрой­ ства. По такой конструктивной схеме обычно выполняются гидро­ стойки для пластов мощностью свыше 2—2,5 м.

Гидравлическая стойка с нижним расположением рабочего ци­ линдра — гидравлическая стойка, у которой рабочий цилиндр рас­ положен ниже рукоятки привода насоса и разгузочного устройства. По такой конструктивной схеме обычно выполняются гидростойки для пластов мощностью до 2—2,5 м.

Раздвижность гидравлическая /р. г — предельно возможное изме­ нение длины стойки с помощью гидропривода.

Раздвижность винтовая Zp. „ — предельно возможное изменение длины стойки за счет винтовой пары.

Раздвижность гидровинтовая /р, Гв — предельно возможное сум­ марное изменение длины стойки с помощью гидропривода и винтовой пары.

Одинарная гидравлическая раздвижность — предельно возмож­ ная величина изменения длины стойки за счет перемещения поршня в цилиндре.

Двойная гидравлическая раздвижность — предельно возможная величина изменения длины стойки за счет применения двух телеско­ пически раздвигающихся гидроцилиндров. Двойная гидравлическая раздвижность применяется для увеличения гидравлической раздвижности гидростойки. С двойной гидравлической раздвижностью выпол­ няются стойки механизированных крепей и иногда посадочные стойки, что особенно необходимо для работы в условиях тонких пластов и пластов с невыдержанной мощностью.

Гидравлические стойки с двойной гидравлической раздвижностью конструктивно могут быть выполнены только с внешним питанием.

Насадка — легкосъемный элемент, применяющийся для изме­ нения длины гидравлической стойки на определенную величину.

Активная длина насадки — размер, на величину которого при установке насадки ступенчато увеличивается длина гидравлической стойки.

Упругая податливость АІу — уменьшение длины гидравлической стойки за счет упругого сжатия жидкости и деформации стенок цилиндра и выдвижной части.

И

Рабочая упругая податливость Діу-р — уменьшение длины гид­ ростойки с момента ее установки в рабочее положение до начала сра­ батывания предохранительного клапана (от начального распора до номинального рабочего сопротивления).

Рабочая характеристика гидростойки — характер изменения со­ противления стойки опусканию породы кровли при податливости. Графическое изображение рабочей характеристики стойки приведено на рис. 2.

Номинальное рабочее сопротивление гидравлической стойки —

среднее рабочее сопротивление стойки при срабатывании предохрани­ тельного клапана (см. рис. 2).

Скорость опускания гидростойки ѵос — скорость опускания выдвижной части гидростойки после ее разгрузки и потери контакта с кровлей.

Рис. 2. Рабочая характеристика гидравлической стойки

Скорость раздвижки гидростойки ѵр — скорость увеличения длины стойки при ее установке в рабочее положение до начала кон­ такта верхняка или стойки с кровлей.

Скорость распора гидростойки ѵрс — скорость увеличения длины гидростойки с момента контакта верхняка или стойки с кровлей до создания начального распора.

В гидравлических стойках с встроенными насосами скорости раздвижки и распора чаще характеризуются величиной раздвижки

стойки с внутренним питанием, которое необходимо приложить для получения установленного номинального усилия начального распора стойки.

Усилие разгрузки гидростойки Qp — максимальное значение усилия, которое нужно приложить к разгрузочному устройству пер­ пендикулярно продольной оси гидростойки для открытия разгру­ зочного клапана при номинальном рабочем сопротивлении стойки.

к произведению значения номинального рабочего сопротивления (тс) на максимальную длину стойки (м).

Рабочее давление гидростойки Рр — номинальное среднее давле­ ние срабатывания предохранительного клапана при достижении гид­

развиваемое в цилиндре гидростойки при создании заданного началь­ ного распора.

Давление открытия предохранительного клапана Р0.к — давление в рабочей полости гидростойки в момент открытия предохранитель­ ного клапана.

Давление закрытия предохранительного клапана Р3, к — давление в рабочей полости гидростойки в момент закрытия предохранитель­ ного клапана.

Рабочая жидкость — жидкость, используемая для передачи энер­ гии в системе гидропривода.

Водомасляная эмульсия — рабочая жидкость, представляющая смесь воды со специальными присадками (антизадирными, антикорро­ зийными и т. п.) и маслами.

Различают два типа водомасляных эмульсий: «вода в масле» и «масло в воде». В первом случае содержание воды в масле достигает 60%. во втором случае — 98—92% (чаще 97—95%).

За рубежом наибольшее распространение получили эмульсии типа «вода в масле», в отечественной практике — эмульсии типа «масло в воде».

Клапан — в общем виде устройство, воздействующее на откры­ тие, закрытие и изменение направления потока рабочей жидкости,

атакже на изменение давления и расход жидкости. Предохранительный клапан — устройство, ограничивающее да­

вление, развиваемое в системе гидропривода до заранее заданной величины. Предохранительный клапан в гидростойке ограничивает до заранее заданной величины давление в рабочей полости гидро­ стойки и соответственно ограничивает величину рабочего сопротивле­ ния гидростойки. Предохранительный клапан — важнейший эле­ мент гидропривода. Обычно предохранительный клапан состоит из следующих основных элементов: корпуса, седла, клапана и упругого элемента (пружины, сжатого воздуха или какого-либо другого упру­ гого элемента).

Седло клапана — деталь, в которой для прохода рабочей жид­ кости выполнено отверстие (щель), закрываемое клапаном. Кла­ пан — элемент, запирающий отверстие (щель) в седле клапана.

Упругий элемент клапана — предварительно сжатое упругое устройство, прижимающее клапан к седлу. В качестве упругого эле­ мента могут быть использованы цилиндрическая и тарельчатая пру­ жины, сжатый газ, резина и т. п.

Ресурс предохранительного клапана — срок службы клапана до потери герметичности или снижения давления открытия на вели­ чину свыше 25% от номинального рабочего давления. Ресурс предо­ хранительного клапана гидростойки определяется в литрах жидко­ сти, прошедшей под давлением через клапан при податливости стойки. Следует иметь в виду, что ресурс предохранительного клапана при прочих равных условиях зависит от упругости системы гидростойка — боковые породы (или гидростойка — пресс при испытании в лабора­ торных условиях), объема запертой клапаном в гидростойке рабочей жидкости и от расхода пропускаемой через клапан рабочей жидкости в единицу времени. Для сопоставимости данных ресурсных испытаний клапанов необходимо учитывать эти факторы.

Срабатывание предохранительного клапана гидростойки — откры­ тие и закрытие клапана для выпуска жидкости из рабочей полости гидростойки при ее податливости.

Разгрузочное устройство — устройство для снятия нагрузки на стойку и вывода ее из рабочего положения.

Обычно разгрузочное устройство состоит из обратного клапана

имеханического или гидравлического привода для его открытия. Разгрузочный клапан — механически или гидравлически управ­

ляемое устройство, открывающее или закрывающее выход рабочей жидкости из рабочей полости гидростойки.

Обратный клапан — автоматически действующее устройство, про­ пускающее жидкость в одном направлении и исключающее возмож­ ность ее прохода в обратном направлении.

Присоединительное устройство с краном («пистолет») — устрой­ ство, с помощью которого гидростойки с внешним питанием подсоеди­ няются к напорной магистрали насосной станции.

Верхняя — элемент индивидуальной крепи, располагаемый у кровли и представляющий собой жесткую или упругую балку. Назначение верхняка — поддерживать породы кровли выработки от обрушения и передавать усилие от стойки к породам кровли.

Верхняки могут быть металлические, деревянные и стеклопласти­ ковые. По характеру конструкции верхняки бывают жесткие, упру­ гие и шарнирные.

Шарнирный металлический верхняк — элемент индивидуальной крепи, представляющий собой жесткую балку, имеющую устройство с замком для шарнирного соединения верхняков между собой. С по­ мощью этого устройства концы верхняков могут быть соединены друг с другом шарнирно, а с помощью замка верхняк может быть закреплен в шарнире с другим верхняком жестко. Такое устройство обеспечивает создание бесстоечного призабойного пространства, в котором породы кровли поддерживаются общей консолью, состоя­

Замок верхняка — устройство, запирающее верхняк в шарнире от его поворота.

Высота верхняка hR — размер верхняка между боковыми его поверхностями, контактирующими с кровлей и стойкой.

Длина шарнирного верхняка Ія — расстояние между осями отверстий по концам верхняка, предназначенных для шарнирного соединения верхняков друг с другом.

Для правильного построения паспорта крепления очистного за­ боя длина верхняка должна быть равной или кратной величине за­ хвата исполнительного органа выемочной машины.

Угол отклонения шарнирного верхняка срв (см. рис. 3) — допу­ стимое замком верхняка максимальное угловое отклонение вверх и вниз продольной оси навешиваемого верхняка к продольной оси верхняка, опирающегося на стойку.

Рис. 3. Бесстоечное призабойное пространство, создаваемое при консольной навеске шарнирного верхняка

Начальное консольное усилие верхняка — усилие на конце верх­ няка (по оси шарнира), действующее на кровлю, создаваемое при консольной навеске верхняка клином замка.

Консольный момент шарнирного верхняка — максимально допу­ стимый момент сил относительно оси шарнира, который может быть приложен к консольно навешенному верхняку. Иногда эту нагрузку характеризуют допустимым усилием, приложенным по оси шарнира консольной части верхняка, воспринимаемого замком верхняка.

Поперечный изгибающий момент балки шарнирного верхняка —

максимально допустимый изгибающий момент, который может быть воспринят балкой верхняка в поперечном направлении без разру­ шения.

Момент сопротивления верхняка — момент сопротивления сече­ ния балки верхняка. В зависимости от оси сечения момент сопроти­ вления верхняка в поперечном направлении обозначается Wx, в боковом направлении Wy.

Коэффициент консольного сопротивления верхняка К к.с. „ — отношение значения допустимого замком верхняка изгибающего момента к допустимому значению изгибающего момента балки верх­ няка.

Коэффициент веса верхняка К в.в — отношение веса верхняка (кг) к произведению значения допустимого изгибающего момента для балки верхняка (тс-м) на момент сопротивления сечения балки верх­ няка (см3).

§ 3. МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ КРЕПИ (ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНОЛОГИЯ)

Механизированная крепь — самопередвигающаяся крепь, пре­ имущественно гидрофицированная, ограждающая рабочее простран­ ство, механизирующая процессы крепления и управления кровлей в очистном забое и передвижки забойного конвейера (в усло­ виях пластов пологих и наклон­ ных, где требуются средства до­

ставки).

По характеру взаимодей­ ствия с породами кровли меха­ низированные крепи подразде­ ляются на крепи оградительные, оградительно - поддерживающие и поддерживающие (рис. 4).

Оградительная механизи­ рованная крепь — механизиро­ ванная крепь, верхнее перекры­ тие которой не имеет элементов, поддерживающих породы кров­ ли, а выполняет только функ­ ции ограждения рабочего про­ странства от обрушающихся по­ род кровли. Обычно оградитель­ ные крепи применяются на пластах мощностью более 2,5 м.

Оградительно-поддерживаю- щая механизированная крепь —

ные крепи, верхние перекрытия которых выполняют функции под­ держания пород кровли над рабочим пространством очистной выра­ ботки и ограждения рабочего пространства.

порядок передвижения групп может быть различным (последователь­ ный, шахматный и т. п.).

Верхнее перекрытие крепи — элемент секции крепи, распола­ гаемый у кровли и непосредственно контактирующий с породами кровли, опирающийся на гидростойки (иногда, кроме того, и на осно­ вание крепи или почву) и ограждающий рабочее пространство очист­ ного забоя от обрушения пород кровли.

Жесткое верхнее перекрытие — верхнее перекрытие секции крепи, представляющее собой прямолинейную или криволинейную жесткую балку.

Шарнирное верхнее перекрытие — верхнее перекрытие секции крени, состоящее из двух или более жестких балок, шарнирно соеди­ ненных друг с другом.

Упругое верхнее перекрытие — верхнее перекрытие секции крепи, состоящее из упругой балки.

Жестко-упругое верхнее перекрытие — верхнее перекрытие секции крепи, состоящее из сочетания жесткой и упругой балок. Обычно упругая балка является передней консольной частью жесткого верх­ него перекрытия.

Выдвижной верхняк — элемент верхнего перекрытия, который, выдвигаясь из перекрытия, образующимся консольным элементом может поддерживать породы кровли в призабойном пространстве.

Поджимной верхняк — консольная подвижная часть верхнего перекрытия, которая принудительно тем или иным устройством (гид­ родомкратом, рессорой и т. п.) может прижиматься к породам кровли независимо от усилия прижатия всего верхнего перекрытия.

Основание секции крепи — опорный элемент секции крепи, контактирующий с породами почвы и передающий усилия гидростоек на почву.

Амортизатор гидростойки — упругий элемент, позволяющий гид­ ростойке отклоняться под действием сдвижения пород кровли на за­ данный угол от ее первоначального положения и автоматически воз­ вращающий гидростойку в начальное положение при ее разгрузке.

Гидродомкрат передвижения — силовой гидроцилиндр, с по­ мощью которого осуществляется передвижение секции крепи, а в большинстве случаев и передвижение става забойного конвейера.

Шаг передвижения — величина передвижения секции крепи за одно шагание в направлении подвигания линии очистного забоя.

Давление передвижения (секции крепи, става конвейера) — максимальное давление рабочей жидкости, создаваемое в рабочей полости гидродомкрата для развития предельного усилия передви­ жения (секции крепи или става конвейера).

Скорость передвижения секции (комплекта) крепи или става конвейера — скорость перемещения в направлении подвигания линии забоя секции (комплекта) крепи или става конвейера, обусловленная скоростью перемещения штока гидродомкрата или гидроцилиндра исходя из площади рабочей полости гидродомкрата, производитель­ ности насосной станции, возникающих утечек, передаточных соотно-

тений и принятой схемы передвижения секций комплектов крепи и става конвейера (с учетом количества одновременно работающих на передвижение гидродомкратов).

Производительность крепи — площадь рабочего пространства (мг) или длина очистного забоя (м), вновь закрепляемая крепью в единицу времени при ее передвижении (размерность производительности крепи при комбайновой выемке — м/мин, при струговой выемке и выемке угледобывающими агрегатами — м2/мин).

Расчетная производительность крепи — закрепление площади рабочего пространства (м2/мин) или длины очистного забоя (м/мин), определяемая только исходя из расчетного машинного времени и принятой схемы передвижения секций крепи, с учетом затрат вре­ мени на разгрузку и начальный распор гидростоек, и передвижение оператора к соседней секции.

Техническая производительность крепи — средняя скорость за­ крепления площади рабочего пространства (м2/мин) или длины очист­ ного забоя (м/мин), определяемая с учетом затрат времени на переме­ щение секций крепи, разгрузку стоек и их начальный распор, с уче­ том возможных утечек и затрат времени на выполнение вспомогатель­ ных операций (зачистку почвы, неизбежные паузы в управлении секциями крепи, выравнивание положения секций и др.).

Эксплуатационная производительность крепи — средняя ско­ рость закрепления площади рабочего пространства (м2/мин) или длины очистного забоя (м/мин), определяемая как техническая производи­ тельность с учетом дополнительных затрат времени на устранение неполадок, обусловленных неисправностями крепи, ее гидропривода и электрооборудования и ненадежной работой собственно крепи (например, с учетом средних затрат времени на выравнивание секций крепи, устранение последствий, вызванных просыпанием в рабочее пространство пород кровли, средних затрат времени, связанных с недостаточностью усилий для передвижения секций или забойного конвейера, с дополнительной подкладкой верхняков, с дополнитель­ ными затратами времени по концам лавы и т. п.).

Номинальное рабочее сопротивление крепи (тс/м2) — отношение суммы номинальных рабочих сопротивлений гидравлических стоек крепи к площади рабочего пространства очистного забоя, закреплен­ ного крепью.

Номинальное рабочее сопротивление крепи по обрезному ряду

(тс/м) — отношение суммы номинальных рабочих сопротивлений гидростоек, располагаемых на линии обрушения («обреза») кровли, к длине очистного забоя, закрепленного крепью.

Фактическое рабочее сопротивление крепи (тс/м2) — выражается отношением суммы фактических рабочих сопротивлений гидростоек крепи очистного забоя в данный момент времени, определенных с учетом величины опускания пород кровли, скорости подвигания очистного забоя, его длины, принятой схемы передвижения секций крепи, значений начального распора гидростоек и их упругой подат­