10. Тема: «Основные узлы механизированных крепей»

Гидродомкраты передвижения секций крепи

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. 34) 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.

Рис. 34. Гидродомкрат передвижения крепи М-87Э

Такой подвод жидкости упрощает гидромагистрали за счет со­кращения количества гибких рукавов и повышает эксплуатационную надежность гидросистемы.

Поршень гидродомкрата имеет латунные наплавки. Уплотнение поршня и штока в крышке осуществляется резиновыми манжетами и кольцами круглого сечения (последние применены для неподвиж­ных соединений).

Гидростойки

По характеру раздвижки и области применения различают:

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

• 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;

• гидростойки с двойной гидравлической раздвижкой, которая производится с помощью двух телескопически раздвигающихся гидроцилиндров.

Гидравлическая стойка механизированной крепи ОКП, пока­занная на рис. 35, 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.

Рис. 35. 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. 36, 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.

Рис. 36. Гидравлическая стойка крепи МК-97

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 и 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.

Гидравлическая схема стойки (см. рис. 36, 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.

Гидравлические схемы механизированных крепей

Распределение потока рабочей жидкости (эмульсии) от насосных станций СН (рис. 37) к напорной Н и сливной С магистралям, связанным с секциями крепи, осуществляется с центрального пульта управления ПУ, расположенного в штреке.

Магистрали собирают из высоконапорных труб и рукавов с про­ходным отверстием на напорной линии не менее 20 мм и на слив­ной — не менее 25 мм. В корпусе каждого отвода магистрали установлен шариковый запорный клапан, который автоматически закрывает отверстие при отсоединении отвода, что предотвращает утечку рабочей жидкости.

К магистральным трубопроводам подключены реле контроля давления РИД, автоматически выключающие насосные станции при порыве трубопроводов и резком падении давления вследствие этого.

Жидкость из сливной магистрали поступает через пульт управ­ления ПУ в блок фильтров БФ, где она очищается от примесей, а затем поступает в баки насосных станций.

Управление секциями крепи производится одним из следующих способов: ручное управление непосредственно с данной секции; ручное управление с соседней секции; автоматическое управле­ние группой секций (гидравли­ческое или электрогидравличе­ское); дистанционное автоматическое (обычно электрогидравличе­ское) управление с центрального пульта, находящегося в штреке. В зависимости от принятого спо­соба для управления секциями применяют различные конструк­ции гидрораспределителей.

Рис. 37. Структурная гидравлическая схема механизированной крепи.

При последовательном пере­движении секций гидрораспреде­литель устанавливают на каждой секции. Его назначением является распределение потока жидкости между силовыми элементами секции (гидростойки, гидродомкраты передвижения, вспомогательные ги­дроцилиндры) и далее подача жидкости в сливную магистраль в за­висимости от операций, которые выполняются секцией (распор и раз­грузка гидростоек, передвижка секции или конвейера, выравнива­ние положения секций и пр.).

Гидрораспределители применяются как многопозиционные, так и двухпозиционные с ручным, гидравлическим или соленоидным управлением. Для работы на эмульсии используют крановые унифи­цированные гидрораспределители ЭРА-1м с плоскими золотниками, изготовляемые Ленинградским заводом «Пневматика».

В гидравлической схеме секции крепи можно выделить две части: схему соединения рабочих полостей гидростоек с гидроблоками, расположенными на стойках; схему распределения потока жидкости от магистрали к гидроблокам стоек и гидродомкрату передвижки. На рис. 38 показана гидравлическая схема комплекта крепи МК-67, состоящего из двух двухстоечных секций / и // и гидродом­крата передвижения 1. Схема имеет независимое распределение потока жидкости, т. е. жидкость подводится к силовым элементам секции непосредственно от магистрали через гидрораспределители 2. Такое распределение потока жидкости является более простым и распространенным, чем зависимое, когда поток жидкости от ма­гистрали подводится через гидрораспределитель к гидростойкам, а далее — к обеим полостям гидродомкрата передвижения.

Каждая гидростойка имеет гидроблок (коробка клапанов), кото­рый состоит из предохранительного клапана ПК и гидравлически управляемого разгрузочного клапана (гидрозамка) ГЗ.

В некоторых крепях один гидроблок установлен на две стойки. Крепи с последовательным передвижением секций и изгибающегося конвейера («волной»), а также с фронтальным передвижением кон­вейера имеют более сложные гидравлические схемы. Они рассматриваются далее, применительно к конкретным типам механизиро­ванных крепей.

Рис. 38. Гидравлическая схема комплекта крепи МК-97

Предохранительный клапан — важнейший элемент гидропровода. Его назначение — ограничивать давление, развиваемое в системе гидропривода, до заранее заданной величины. Для механизирован­ных крепей, работающих на эмульсии, серийно изготовляются предохранительные клапаны двух типов: для крепей ОКП, 1МК и 2МКЭ — золотникового типа (изготовитель — Узловский машиностроительный завод); для остальных крепей — унифицированный клапан ЭКП (изготовитель — Ленинградский завод «Пневматика»). Заводом «Пневматика» подготавливается к производству предохра­нительный клапан КГУ3.010 мембранного типа с газовой подушкой.

Разгрузочный клапан (гидрозамок) — механически или гидрав­лически управляемое устройство, которое обеспечивает: пропуск рабочей жидкости в поршневую полость гидростойки при ее распоре; герметичное отсечение от питающей гидромагистрали поршневой полости стойки после ее распора; соединение поршневой полости гидростойки со сливом для разгрузки стойки. Таким образом, раз­грузочный клапан гидростойки является, по существу, управляемым обратным клапаном, пропускающим жидкость только в одном направлении.

Наибольшее применение в механизированных крепях, работаю­щих на эмульсии, получили разгрузочные клапаны ЭКОР завода «Пневматика». Осваивается производство унифицированного разгру­зочного клапана новой конструкции, разработанной Гипроуглемашем.

Для защиты темы необходимо ответить на контрольные вопросы::

1. Гидродомкраты механической крепи;

2. Гидростойки механической крепи;

3. Что такое структурная схема механической крепи;

4. Что определяет структурная схема;

5. Расскажите принцип работы на примере гидросхемы крепи МК-97.